1.1 登录
1.1 登录名
登录Unix系统时,要先输入登录名,然后再输入口令。系统再其口令文件(/etc/password文件)查看登录名。口令文件中的登录项由7个以冒号分隔的字段组成:登录名,加密口令,数字用户ID(224),注释字段,起始目录(/home/username),以及shell程序(/bin/ksh)。
1.1.1 shell
shell是一个命令行解析器,它用于读取用户输入,然后执行命令,用户通常用终端,有时则通过文件(shell脚本)向shell进行输入。常用的shell有:
(1)Bourne shell, /bin/sh
(2)C shell, /bin/csh
(3)KornShell, /bin/ksh
1.2 文件和目录
1.2.1 文件系统
Unix文件系统是目录和文件的一种层次安排,目录的起点称为根(root),其名字是一个字符/。目录(directory)是一个包含目录项的文件,在逻辑上,可以认为每个目录项都包含一个文件名,同时还包含说明该文件属性的信息。文件属性是:文件类型,文件长度,文件所有这,文件的许可权。
1.2.2 文件名
目录中的各个名字成为文件名(filename)。文件名不能出现斜线(/)和空操作符(null)。斜线分隔构成路径名,空操作符则终止一个路径名。
当创建一个新目录时,自动创建了2个文件:.和.. 。点表示引用当前目录,点点表示引用父目录,在最高层次的根目录中,点和点点相同。
1.2.3 路径名
0个或多个以斜线分隔的文件名序列构成路径名(pathname),以斜线开头的路径名称称为绝对路径名(absolute pathname),否则称为相对路径名(relative pathname)。
1.2.4 工作目录
每个进程都有一个工作目录(working directory)。所有相对路径都从工作目录开始解释。进程可以有chdir更改其工作目录。
1.2.5 起始目录
登录时,工作目录设置为起始目录(home directory),该起始目录从口令文件的登录项中获取。
1.3 输入和输出
1.3.1 文件描述符
文件描述符是一个小的非负整数,内核用以标识一个特定进程正在访存的文件。当内核打开一个现存文件或创建一个新文件时,它就返回一个文件描述符。
1.3.2 标准输入、标准输出和标准出错
每当运行一个新程序时,所有的shell都为它打开三个文件描述符:标准输入、标准输出及标准出错。如果像简单ls那样没有做什么特殊处理,则这三个描述符都连向终端。大多数shell都提供一种方法,使任何一个或所有这三个描述符都能重新定向到某个文件,如:
ls > file.list
执行ls命令,其标准输出重新定向到file.list文件中
1.3.3 不用缓存的I/O
函数open、read、write、lseek以及close提供了不用缓存的I / O。这些函数都用文件描述符 进行工作。
1.3.4 标准I/O
标准I/O函数提供一种对不用缓存的I/O函数的带缓存的界面。使用标准I/ O可无需担心如何 选取最佳的缓存长度。另一个使用标准 I/O函数的优点与处 理输入行有关。例如,fgets函数读一完整的行,而另一方面,read函数读指定字节数。我们最熟悉的标准I/O函数是printf。
1.4 程序与进程
1.4.1 程序
程序(program)是存放在磁盘文件中的可执行文件。使用 6个exec函数中的一个由内核将 程序读入存储器,并使其执行。
1.4.2 进程与进程ID
程序的执行实例被称为进程(process)。每个进程都一定有一个唯一的数字标识符,称为进程 ID(process ID)。进程ID总是 一非负整数。
1.4.3 进程控制
有三个用于进程控制的主要函数: fork、exec和waitpid(exec函数有六种变体,但经常把 它们统称为exec函数)。
1.5 出错管理
当函数出错时,往常返回一个负值,而且整型变量errno通常设置为具有特定信息的一个值。
C标准定义了两个函数,它们帮助打印出错信息。
//此函数将errnum(它通常就是errno值) 映射为一个出错信息字符串,并且返回此字符串的指针。
#include <string.h>
char *strerror(int errnum) ;//perror函数在标准出错上产生一条出错消息(基于errno的当前值),然后返回。
#include <stdio.h>
//它首先输出由msg指向的字符串,然后是一个冒号,一个空格,然后是对应于 errno值的出
//错信息,然后是一个新行符。
void perror(const char * msg)
两个出错函数的使用方法:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>int main(int argc, char* argv)
{fprintf(stderr, "EACESS:%s\n", strerror(EACESS));errno = ENOENT;perror(argv[0]);exit(0);
}
如果此程序经编译,结果送入文件a.out,则有:
$ a.out
EACCES: Permission denied
a.out: No such file or directory
1.6 用户标识
1.6.1 用户ID
口令文件登录项中的用户ID(user ID)是个数值,它向系统标识各个不同的用户。系统管理员 在确定一个用户的登录名的同时,确定其用户ID。用户不能更改其用户ID。通常每个用户有一个唯一的用户ID。
用户ID为0的用户为根( root )或超级用户( superuser )。在口令文件中,通常有一个登录项, 其登录名为root,我们称这种用户的特权为超级用户特权。如果一个 进程具有超级用户特权,则大多数文件许可权检查都不再进行。某些操作系统功能只限于向超级用户提供,超级用户对系统有自由的支配权。
1.6.2 组ID
口令文件登录项也包括用户的组ID(group ID),它也是一个数值。组ID也是由系统管理员在确定用户登录名时分配的。一般来说,在口令文件中有多个记录项具有相同的组ID。在 U N I X下,组被用于将若干用户集合到课题或部门中去。这种机制允许同组的各个成员之间共享资源(例如文件)。可以设置文件的许可权使组内所有成员都能存取该文件,而组外用户则不能。
组文件将组名映射为数字组ID,它通常是/etc/group。
系统中每个文件的目录项包含该文件所有者的用户ID和组ID。在目录项中存放这两个值只需4个字节(假定每个都以双字节的整型值存放)。如果使用8字节的登录名和8字节的组名,则需较多的磁盘空间。但是对于用户而言,使用名字比使用数值方便,所以口令文件包含了登录名和用户ID之间的映射关系,而组文件则包含了组名和组ID之间的映射关系。
1.7 信号
信息是通知进程已发生某种条件的一种技术。例如,若某一进程执行除法操作,其除数为 0,则将名为SIGFPE的信号发送给该进程。进程如何处理信号有三种选择:
(1) 忽略该信号。有些信号表示硬件异常,例如,除以0或访问进程地址空间以外的单元等,因为这些异常产生的后果不确定,所以不推荐使用这种处理方式。
(2) 按系统默认方式处理。对于0除,系统默认方式是终止该进程。
(3) 提供一个函数,信号发生时则调用该函数。使用这种方式,我们将能知道什么时候产生了信号,并按所希望的方式处理它。
很多条件会产生信号。有两种键盘方式,分别称为中断键 (interrupt key,通常是Delete键或Ctrl - C)和退出键(quit key,通常是Ctrl - \ ),它们被用于中断当前运行进程。另一种产生信号的方法是调用名为kill的函数。在一个进程中调用此函数就可向另一个进程发送一个信号。这样做也有些限制:当向一个进程发送信号时,我们必需是该进程的所有者。