本书详尽地介绍了UNIX系统编程的高级技术。通过本书的学习，读者将能够充分利用标准的UNIX开发工具，掌握UNIX操作系统的内部工作方法，包括文件系统的内部操作以及大量UNIX函数的正确使用方法和技巧。

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第一部分 文件和目录 第1章 编译程序注释和选项 3 1.1 在线手册页 3 1.2 本书使用的手册索引 4 1.2.1 Internet上的man(1)资源 5 1.3 本书的实例代码 5 1.4 编译C程序 6 1.4.1 C编译命令 7 1.5 管理编译程序警告 11 1.5.1 利用编译程序警告信息 11 1.6 编译标准 18 1.6.1 FreeBSD 3.4-Realease特征测试 19 1.6.2 HPUX 10.2特征测试 21 1.6.3 AIX 4.3特征测试 22 1.6.4 SunOS 5.6特征测试 22 1.6.5 特征测试总结 23 1.7 小结 24 第2章 UNIX文件系统对象 25 2.1 文件系统对象 25 2.1.1 常规文件 25 2.1.2 目录 26 2.1.3 块设备 27 2.1.4 字符设备 28 2.1.5 有名管道（FiFos） 29 2.1.6 套接口 30 2.1.7 符号链接 30 2.1.8 特殊文件 31 2.2 权限 33 2.2.1 常规文件的访问 33 2.2.2 目录的访问 34 2.3 使用UNIX文件 35 2.3.1 打开和关闭文件 36 2.3.2 打开特殊文件 38 2.3.3 使用套接口 38 2.3.4 复制文件描述符 38 2.3.5 改变标准输入 39 2.4 UNIX文件I/O 40 2.5 小结 41 第3章 错误处理和报告 42 3.1 确定是成功还是失败 42 3.1.1 出错指示的一般规则 42 3.1.2 一般规则的例外 42 3.1.3 成功返回值的分类 43 3.1.4 其他返回指示 43 3.2 确定失败的原因 43 3.3 原来的errno值 44 3.3.1 按名称引用错误代码 45 3.3.2 正确使用errno 45 3.4 新的errno值 47 3.4.1 声明新的errno值 47 3.4.2 使用新的errno 值 47 3.5 报告errno值 47 3.5.1 使用perrno(3)值 48 3.5.2 使用sys_errlist[]数组 49 3.5.3 strerror(3)函数 51 3.6 使用stdio(3)测试错误 53 3.6.1 函数ferror(3)的缺陷 53 3.6.2 避免fclose(3)的缺陷 53 3.6.3 推迟错误报告 54 3.7 小结 55 第4章 UNIX输入和输出 56 4.1 umask(2)函数和umask位 56 4.1.1 权限位 56 4.1.2 理解对umask的需要 57 4.1.3 理解umask的作用域 58 4.1.4 使用umask(2)函数 58 4.1.5 使用umask值的例子 58 4.1.6 umask(2) 函数 59 4.1.7 create(2)函数 60 4.2 读和写 61 4.2.1 read(2) 和write(2)初步 61 4.2.2 使用UNIX I/O 62 4.3 文件内查找 64 4.3.1 使用lseek(2) 64 4.4 截取文件 66 4.5 稀疏文件 67 4.5.1 创建稀疏文件 67 4.6 强迫把数据写到媒介上 70 4.6.1 sync(2)函数 70 4.6.2 sync(2)的缺点 71 4.6.3 fsync(2)函数 71 4.7 分散读写 72 4.7.1 readv(2)和 writev(2)函数 72 4.8 确定tty名称 74 4.9 小结 76 第5章 文件上锁 77 5.1 理解上锁类型 77 5.1.1 文件上锁技术 78 5.1.2 文件上锁的限制 84 5.1.3 在整个文件中使用劝告性上锁 84 5.1.4 使用flock(2)上锁 85 5.2 记录上锁 86 5.2.1 使用lockf(2)上锁 86 5.3 使用fcntl(2)实现POSIX上锁 89 5.3.1 初始化struct flock 89 5.3.2 上锁一个区域 90 5.3.3 解锁区域 90 5.3.4 获得上锁信息 91 5.4 强制性上锁 92 5.4.1 启用强制性上锁 93 5.5 小结 93 第6章 管理文件及其属性 94 6.1 清除文件 94 6.2 链接文件 95 6.3 移动文件 96 6.4 获取文件系统信息 97 6.4.1 函数stat(2) 98 6.4.2 函数fstat(2) 100 6.4.3 使用文件属性 100 6.4.4 测试文件类型 107 6.4.5 修改、访问及创建时间 109 6.5 测试文件的访问权限 109 6.6 符号链接 110 6.6.1 函数symlink(2) 110 6.6.2 函数lstat(2) 111 6.6.3 利用readlink(2) 读取符号链接的内容 111 6.7 文件权限和所有权 112 6.7.1 改变权限 112 6.7.2 改变所有权 113 6.8 有名管道（FIFO） 114 6.9 获得尺寸和配置信息 115 6.10 小结 118 第7章 目录管理 119 7.1 获得工作目录 119 7.1.1 指定空缓冲区参数 120 7.2 改变当前目录 120 7.2.1 保存当前目录 121 7.2.2 fchdir(2)的局限性 121 7.3 建立新目录 122 7.4 删除目录 123 7.5 打开目录进行搜索 124 7.6 关闭目录 125 7.7 搜索目录 125 7.8 重新回到目录的开始 128 7.9 保存目录中的位置 128 7.10 在目录内恢复位置 129 7.11 扫描目录 129 7.11.1 为scandir(3)声明自己的select 函数 130 7.11.2 为scandir(3)声明自己的compar函数 131 7.11.3 sysV 变体 131 7.11.4 scandir(3)实例 132 7.12 遍历目录结构 135 7.13 改变根目录 137 7.14 小结 140 第8章 临时目录和处理清除 141 8.1 创建临时文件 141 8.1.1 使用函数tmpnam(3) 141 8.1.2 使用函数mktemp(3) 145 8.1.3 使用函数mkstemp(3) 145 8.1.4 使用函数mkstemps(3) 148 8.1.5 使用函数tmpfile(3) 148 8.1.6 使用函数tempnam(3) 150 8.2 使文件为临时文件 153 8.2.1 使用unlink(2)使文件为临时文件 153 8.2.2 退出清除 153 8.2.3 使用atexit(3) 函数 153 8.2.4 使用C++析构函数 157 8.2.5 利用_exit(2)避免清除 162 8.3 小结 162 第二部分 库函数 第9章 UNIX命令行处理 165 9.1 命令行约定 165 9.1.1 使用多个选项 165 9.1.2 组合多个选项 166 9.1.3 使用带有参数的选项 166 9.1.4 识别选项或参数 166 9.2 选项参数 166 9.3 函数getopt(3) 167 9.3.1 getopt(3)外部值 167 9.3.2 getopt(3)函数调用 168 9.3.3 定义optstring 参数 169 9.3.4 定义选项处理循环 169 9.4 函数getsubopt(3) 171 9.4.1 确定子选项处理的结束 172 9.4.2 getsubopt(3)的完整例子 173 9.5 GNU长选项扩展 176 9.5.1 GNU getopt_long(3)函数 176 9.5.2 理解option结构 177 9.5.3 建立option结构 177 9.5.4 使用空的option.flag指针 177 9.5.5 使用非空option.flag 指针 178 9.6 小结 179 第10章 转换函数 180 10.1 简单的转换函数 180 10.1.1 细查函数atoi(3) 和atol(3) 180 10.1.2 atof(3)函数 182 10.2 使用sscanf(3)转换和验证 182 10.2.1 把sscanf(3)应用到数值转换 183 10.2.2 使用sscanf(3) 测试数值转换 184 10.2.3 改进sscanf(3)转换 184 10.2.4 sscanf(3)的局限性 185 10.3 函数strtol(3)和strtoul(3) 185 10.3.1 使用strtol(3)函数 186 10.3.2 出错测试 187 10.3.3 测试转换指针 187 10.3.4 多项转换 187 10.3.5 使用base参数进行基数转换 188 10.3.6 测试溢出和下溢 191 10.3.7 测试strtoul(3)溢出 192 10.4 大整数转换 193 10.5 BSD的strtoq(3)和strtouq(3)函数 194 10.6 strtod(3)函数 194 10.6.1 使用strtod(3)函数 195 10.6.2 测试算术错误 195 10.6.3 算术错误测试的流程 196 10.7 小结 197 第11章 UNIX日期和时间机制 198 11.1 时区 198 11.1.1 世界时间标准初步 198 11.2 定义日期和时间数据类型 200 11.3 时间转换函数 200 11.3.1 使用ctime(3)把时间转换为串形式 204 11.3.2 函数ctime_r(3) 204 11.3.3 函数localtime(3) 和gmtime(3) 205 11.3.4 struct tm的成员 207 11.3.5 使用函数asctime(3)把日期/时间成份转换成串 208 11.3.6 函数tzset(3) 209 11.3.7 利用函数mktime(3)创建Epoch时间 211 11.4 用strftime(3)定制日期和时间格式 212 11.4.1 strftime(3)格式说明符 213 11.4.2 实现DTime::strftime(3)方法 214 11.4.3 测试类DTime 215 11.4.4 理解本地设置的作用 217 11.5 小结 217 第12章 用户ID、口令和组管理 218 12.1 UNIX用户管理入门 218 12.1.1 了解用户名和用户ID号 218 12.1.2 了解用户名root 219 12.1.3 组名和组ID号 219 12.1.4 了解gid的0值 219 12.2 getuid(2)函数和geteuid(2)函数 219 12.3 getgid(2)函数和getegid(2)函数 220 12.4 真正的、有效的和已保存的用户ID 220 12.4.1 有效的用户ID 220 12.4.2 真正的用户ID 220 12.4.3 已保存的用户ID 221 12.4.4 身份验证角色概要 221 12.5 设置用户ID 221 12.6 设置组ID 222 12.7 FreeBSD的issetugid(2)函数 223 12.8 etc/passwd文件 223 12.8.1 注释字段 224 12.8.2 使用注释字段的&特征 225 12.9 口令数据库例程 225 12.9.1 passwd结构 226 12.9.2 getpwent(3)的错误处理 226 12.9.3 fgetpwent(3)函数 227 12.9.4 putpwent(3)函数 227 12.9.5 getpwuid(3)函数 228 12.9.6 getpwnam(3)函数 228 12.10 组数据库 229 12.10.1 /etc/group文件 229 12.10.2 getgrent(3)、setgrent(3)和endgrent(3)函数 230 12.10.3 了解group结构 230 12.10.4 fgetgrent(3)函数 231 12.10.5 getgrgid(3)函数 232 12.10.6 getgrnam(3)函数 232 12.11 相关的重入函数 232 12.12 辅助组 233 12.12.1 getgroups(2)函数 233 12.12.2 使用setgroups(2)函数设置组 236 12.12.3 为指定的用户名设置组 236 12.13 小结 237 第13章 静态库和共享库 238 13.1 静态库 238 13.1.1 检测进程内存映像 238 13.1.2 实现静态库 239 13.1.3 使用ar(1)命令创建存档文件 245 13.1.4 列出存档的目录 246 13.1.5 获得存档的详细列表 247 13.1.6 链接静态库 247 13.2 共享库 248 13.2.1 静态库的局限性 248 13.2.2 创建共享库 249 13.2.3 链接共享库 249 13.2.4 选择静态库或动态库 249 13.2.5 列出共享库的引用 250 13.2.6 动态加载程序 250 13.2.7 位置无关的代码 252 13.2.8 控制共享内容 253 13.3 静态库和共享库的比较 254 13.3.1 静态库的好处 254 13.3.2 共享库的优点 255 13.4 动态库加载 256 13.4.1 打开共享库 256 13.4.2 报告错误 257 13.4.3 获得共享的引用指针 257 13.4.4 关闭共享库 257 13.4.5 初始化和析构 258 13.4.6 应用动态加载 258 13.4.7 HPUX 10.2动态库加载 261 13.5 小结 264 第14章 数据库库例程 265 14.1 NDBM数据库 266 14.1.1 错误处理 266 14.1.2 打开NDBM数据库 267 14.1.3 关闭NDBM数据库 267 14.1.4 存储信息 267 14.1.5 获取信息 269 14.1.6 删除信息 269 14.1.7 访问所有关键字 270 14.1.8 使用dbm_nextkey(3)函数删除关键字 271 14.2 NDBM数据库示例 272 14.2.1 目录软件 272 14.2.2 Dbm类 276 14.2.3 InoDb类 282 14.2.4 SnapShot应用程序 287 14.2.5 运行SnapShot应用程序 296 14.2.6 访问所有的关键字并删除 299 14.3 小结 301 第三部分 高级概念 第15章 信号 305 15.1 了解UNIX信号 305 15.2 可靠的和不可靠的信号 306 15.3 不可靠的signal(3) API 306 15.4 可靠的信号API 309 15.4.1 清空信号集 309 15.4.2 填充信号集 310 15.4.3 给信号集添加信号 310 15.4.4 从信号集中删除信号 311 15.4.5 测试一个集合中的信号 311 15.4.6 设置信号操作 312 15.4.7 信号操作标志 313 15.4.8 使用可靠的信号 314 15.5 控制信号 315 15.5.1 阻塞信号 315 15.5.2 获得等待状态的信号 317 15.5.3 sigsuspend(2)函数 317 15.6 应用alarm(3)函数 318 15.7 从信号处理程序中调用函数 321 15.7.1 避免重入代码的问题 322 15.7.2 在信号处理程序中用errno报告重入的问题 322 15.8 应用EINTR错误代码 323 15.9 唤醒信号 324 15.10 小结 325 第16章 有效的I/O调度 326 16.1 非阻塞的I/O 326 16.1.1 在非阻塞模式下打开文件 326 16.1.2 设置非阻塞模式 327 16.1.3 非阻塞的I/O操作 328 16.1.4 使用非阻塞I/O带来的问题 330 16.2 I/O调度函数 330 16.2.1 文件描述符集合以及它们的宏 331 16.2.2 timeval结构 332 16.2.3 select(2)函数 332 16.2.4 使用select(2)函数 335 16.3 I/O轮询 340 16.3.1 轮询事件 342 16.3.2 轮询优先级 343 16.3.3 poll(2)示例 343 16.4 小结 347 第17章 计时器 348 17.1 睡眠函数 348 17.2 sleep(3)的UNIX实现 350 17.2.1 以微秒为单位的睡眠 353 17.2.2 以纳秒为单位的睡眠 356 17.3 间隔计时器函数 360 17.3.1 间隔计时器API 360 17.3.2 间隔计时器宏 362 17.3.3 间隔计时器的制约 363 17.3.4 创建只执行一次的计时器 363 17.3.5 创建重复计时器 366 17.4 小结 370 第18章 管道和进程 371 18.1 UNIX管道 371 18.1.1 创建UNIX管道 371 18.1.2 将管道打开到其他进程 372 18.1.3 从管道读取数据 374 18.1.4 将数据写到管道 375 18.1.5 关闭管道 378 18.1.6 处理已破坏的管道 379 18.2 不用管道的外部进程 380 18.2.1 解释system(3)函数的返回值 381 18.2.2 调用命令 381 18.2.3 仔细考查system(3)函数 384 18.3 小结 385 第19章 分支进程 386 19.1 UNIX分支进程概述 386 19.1.1 fork(2)函数 388 19.1.2 使用fork(2) 388 19.2 等待进程完成 390 19.2.1 僵进程 390 19.2.2 wait(2)函数 392 19.2.3 解释退出状态 394 19.2.4 其他等待系统调用 395 19.3 执行新程序 397 19.4 exec(2)系列的其他成员 402 19.5 小结 404 第20章 模式匹配 405 20.1 shell模式 405 20.1.1 *元字符 406 20.1.2 ?元字符 406 20.1.3 [元字符和]元字符 406 20.1.4 !元字符 407 20.1.5 带有 的转义字符 408 20.2 字符串模式函数 409 20.3 glob(3)函数 417 20.3.1 glob(3)函数的返回值 419 20.4 小结 433 第21章 正则表达式 434 21.1 了解正则表达式 434 21.1.1 固定符 434 21.1.2 集合 435 21.1.3 范围 436 21.1.4 字符类 436 21.1.5 .元字符 436 21.1.6 加上括号的匹配子表达式 437 21.1.7 原子 437 21.1.8 段 437 21.1.9 分支 438 21.1.10 表达式边界 439 21.1.11 引用的字符 439 21.2 正则表达式库 439 21.2.1 编译正则表达式 440 21.2.2 报告错误 441 21.2.3 释放正则表达式 442 21.2.4 匹配正则表达式 443 21.2.5 应用正则表达式 444 21.3 小结 450 第22章 进程间的通信 451 22.1 IPC的类型 451 22.2 消息队列 451 22.3 共享内存 453 22.4 信号量 454 22.5 引用IPC资源 455 22.5.1 IPC关键字值 456 22.5.2 创建IPC资源 456 22.5.3 根据IPC关键字访问 457 22.5.4 根据IPC ID访问 457 22.6 撤销IPC资源 457 22.7 小结 458 第23章 消息队列 459 23.1 控制消息队列 459 23.1.1 创建消息队列 459 23.1.2 访问消息队列 459 23.1.3 撤销消息队列 460 23.1.4 获得消息队列的信息 460 23.1.5 改变消息队列 461 23.2 发送消息和接收消息 462 23.2.1 发送消息 462 23.2.2 接收消息 464 23.3 使用消息队列 465 23.4 小结 485 第24章 信号量 486 24.1 信号量实用程序 486 24.2 创建和访问信号量集合 488 24.3 撤销信号量集合 491 24.4 控制信号量 493 24.4.1 查询信号量集合 493 24.4.2 更改信号量访问 499 24.4.3 查询信号量的值 502 24.4.4 查询整个信号量集合的值 503 24.4.5 更改信号量的值 504 24.4.6 更改整个信号量集合的值 505 24.4.7 查询信号量的进程ID 506 24.4.8 查询等待通知的进程数 508 24.4.9 查询等待0的进程数 508 24.5 使用信号量 508 24.5.1 等待信号量 510 24.5.2 通知信号量 514 24.5.3 等待0操作 514 24.5.4 信号量取消处理 514 24.5.5 semop实用程序 516 24.6 小结 526 第25章 共享内存 527 25.1 globvar实用程序 527 25.1.1 创建全局变量池 528 25.1.2 撤销全局变量池 528 25.1.3 globvar环境变量 529 25.1.4 创建全局变量 529 25.1.5 访问全局变量 529 25.1.6 删除全局变量 530 25.1.7 清除全局变量池 530 25.2 共享内存系统调用 530 25.2.1 创建和访问共享内存 531 25.2.2 获取共享内存的信息 533 25.2.3 更改共享内存属性 535 25.2.4 连接共享内存 536 25.2.5 释放共享内存 537 25.2.6 撤销共享内存 539 25.3 使用共享内存 539 25.4 小结 551 第26章 内存映射的文件 552 26.1 确定页面的大小 553 26.2 创建内存的映射 554 26.3 控制内存映射的区域 563 26.3.1 更改访问保护 563 26.3.2 通知核心内存的使用情况 564 26.3.3 查询内存中的页面 567 26.3.4 同步更改 568 26.4 撤销内存映射 569 26.5 小结 570 第27章 X Window编程 571 27.1 事件驱动的编程 571 27.1.1 事件驱动的模型 572 27.1.2 客户/服务器处理 572 27.1.3 软件层次 573 27.2 Xlib客户程序 575 27.3 小结 591