linux系统编程01-文件系统

介绍
一、目录和文件
- [1. 获取文件的属性： stat](#1. 获取文件的属性： stat)
- 2.文件属性
- 3.umask
- 4.文件权限管理
- 5.粘住位
- 6.文件系统：FAT、UFS
- 7.硬链接，符号链接
- [9. 文件目录解析： glob](#9. 文件目录解析： glob)
- [例子：实现指令 du](#例子：实现指令 du)
二、系统数据文件和信息
- [1. 用户信息：/etc/passwd](#1. 用户信息：/etc/passwd)
- [2. 组信息： /etc/group](#2. 组信息： /etc/group)
- [3. 加密： /etc/shadow](#3. 加密： /etc/shadow)
- [4. 时间函数](#4. 时间函数)
[三、进程环境](#三、进程环境)
- [1. main函数](#1. main函数)
- [2. 进程的终止](#2. 进程的终止)
  - exit、_exit、_Exit
  - 钩子函数
- [3. 命令行参数分析](#3. 命令行参数分析)
- [4. 环境变量](#4. 环境变量)
- [5. C程序的存储空间和库](#5. C程序的存储空间和库)
- [6. setjmp\longjmp](#6. setjmp\longjmp)
- [7. 资源获取及控制](#7. 资源获取及控制)

介绍

类ls的实现，如myls， -l -a -i -n

一、目录和文件

二、系统数据文件和信息

三、进程环境

参考书籍：apue\csapp

一、目录和文件

1. 获取文件的属性： stat

cpp 复制代码

##include <sys/types.h>
##include <sys/stat.h>
##include <unistd.h>

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
int fstat(int fd, struct stat *statbuf);
int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

参数：路径，结构体地址，用来填充文件信息
返回值：成功0，失败-1
区分：
- stat 用路径获取文件属性，面对符号链接时获取的是目标文件的属性
- fstat 用 fd 获取文件属性，同上
- lstat 用 fd 获取文件属性，面对符号链接时，获取的符号链接的属性

struct stat 的内容： man 2 stat 查看

主要包括 inode\st_size\uid\gid。命令 ls 和 stat 的内容都是从中拿取的。

例子：用 stat 函数统计文件大小

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<sys/types.h>
##include<sys/stat.h>
##include<unistd.h>

static off_t flen(const char *FNAME)
{
    struct stat statres;
    if(stat(FNAME, &statres) < 0)
    {   
        perror("stat()");
        exit(1);
    }   
    return statres.st_size;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    if(argc < 2)
    {   
        fprintf(stderr, "Usage():...\n");
        exit(1);
    }   

    printf("%lld\n",(long long)flen(argv[1]));
		exit(0);
}

运行结果：

注意： st_size 的属性是 off_t ，大小取决于机器的架构，有的是longlong，有的是int。所以 1. 可以强转为longlong 2.在 makefile 里加 CFLAGS += -D_FILE_OFFSET_BITS=64

文件的 st_size 只是一个文件属性，而 blocks 才是真正占用的磁盘大小

示例代码

cpp 复制代码

##include<stdio.h>      
##include<stdlib.h>
##include<sys/types.h>
##include<sys/stat.h>
##include<unistd.h>
##include<fcntl.h>

int main(int argc, char ** argv)
{
    if(argc < 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usagne:...\n");
        exit(1);
    }
    int fd;
    fd = open(argv[1], O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0600);
    if(fd < 0)
    {
        perror("open()");
        exit(1);
    }
    if(lseek(fd, 5*1024*1024*1024LL-1LL, SEEK_SET) < 0)
    {
        perror("lseek()");
        exit(1);
    }
}

运行结果：

程序解释：

所有的常量都有单位 ，没写单位则默认， lseek(fd, 5*1024*1024*1024LL-1LL, SEEK_SET) 此处如果不加上 LL 则默认是 int ，那么就会爆
运行结果说明：s
- size为5G大小的文件实际占用的磁盘大小为4KB。
- cp 发现是空洞内容就不会进行实际的 write 所以虽然两个文件的 size 一样，但是第二个文件的 blocks 为0，实际上不占用磁盘空间。因此出现 siz=5G但不占用磁盘空间。
- 二者都表明unix中 size 只是一个文件属性，而不是表示文件大小，这一点要和 windows区分开。
当前内核运行结果：

名词	解析	一般大小
size	文件的大小，是文件的属性	/
扇区	磁盘划分的单位，存储的最小单元	512B（0.5KB）
块block	文件io的最小单元	4096B（4KB = 8*扇区）

即使存储1KB文件，也要占用一个块（4KB），读取时也是一个块一个块地读（cache）

https://blog.csdn.net/daiyudong2020/article/details/53897775

因此，对于 flen.c ，虽然只有496B，但是也要占用4KB的磁盘空间。（ stat 的blocks的单位是扇区大小，可以推测 blocks ≥ 8）

2.文件属性

stat函数中 st_mode ：一个16位的位图，用于表示文件类型，文件访问权限，以及特殊权限位。

16 ⇒ 7种文件类型(3bit) + 文件访问权限(rwx*3=9bit) + 特殊权限位(uid+gid+sticky=3) = 15

七种文件类型： dcb-lsp 目录、字符设备、块设备、常规文件、符号链接、网络socket、管道

下面函数是使用宏实现的，判断文件类型，函数返回真假以表明是否属于这种文件类型

例子：写程序判断文件类型

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>  
##include<stdlib.h>
##include<sys/types.h>
##include<sys/stat.h>
##include<unistd.h>
##include<fcntl.h>

static char* ftype(const char *FNAME)
{   
    struct stat statres;
    if(stat(FNAME, &statres) < 0)
    {   
        perror("stat()");
        exit(1);
    }
    
    if(S_ISREG(statres.st_mode))
        return "regular file";
    else
        return "not regular file";
}

int main(int argc, char **argv)
{
    if(argc < 2)
		{
        fprintf(stderr, "Usage:...\n");
        exit(1);
    }

    printf("%s\n",ftype(argv[1]));

    exit(0);
}

运行结果：

3.umask

作用：避免产生权限过松的文件

文件权限 = 0664 & ~umask

命令 umask 是由函数 umask 封装而成，程序中可以使用函数 umask 来改变umask

4.文件权限管理

命令 chmod

chmod 666 file_name ：直接改变文件权限
chomod u\g\o+r\w\x ：加减文件权限

函数 chomod 用法类似：

cpp 复制代码

int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
int fchmod(int fd, mode_t mode);

5.粘住位

现在用的越来越少，仅做了解

作用：一开始是为了让可执行文件的装载内容在内存中保留，下次调用的时候装载得更快，但现在已经有page cache机制，所以不那么常用

现在一般是给目录设置t位，如 /tmp

6.文件系统：FAT、UFS

FAT文件系统：

静态单链表可以写为：【算法基础课里的写法】

cpp 复制代码

struct node{
	int next; //下一个的下标
	char data[SIZE]; //数据
}nodes[N];

也可以写为上述的形式。

可见：FAT文件系统的承载能力取决于N，惧怕大文件；而且由于是单链表，单向索引，所以取数据不灵活。

UFS文件系统：

inode 是一个结构体，存储文件相关信息（stat命令就是从这里取的），和一个指针数组（12+3），分别指向11个直接数据块，1个一、二、三级间接数据，存的是数据块的物理地址。所以一个文件对应一个 inode ， inode 的指针数组整合了所有数据块，没有链式结构了，并且不怕大文件了。
inode位图 和 块位图 用来表示某一个 inode 或者某一个块有没有被使用

目录文件就是一个文件，没有什么特殊
只不过它的文件块中存储的数据是目录项 inode - filename 的对应关系
路径解析：
- 前提：知道 / 目录的数据块，这是周知的，操作系统初始化时就做好，在 inode位图 里的第二位。
- 解析 /tmp/out ：根据 / 的inode得到 / 目录文件的数据块，里面的内容是数据项，包含 out文件名和它对应的inode，在根据 out文件的inode，就可以得到out文件的数据块。

7.硬链接，符号链接

软硬链接：

ln 内部用 link函数实现，对应的是 unlink 函数【 man 2 link/unlink】

unlink实现匿名函数: open 后再 unlink

unlink 封装出命令 rm 和库函数（ man 3 ）函数 remove 【unlink是系统调用，移植性不够好】

asd

其他：

文件移动和重命名： rename → 封装出命令 mv

时间： utime

用以更改 Acess time 和 modify time

9. 文件目录解析： glob

创建删除： mkdir rmdir
更改路径： chdir \ fchdir → 封装出命令 mv
获取当前路径： getcwd → 封装出命令 pwd

关于main的命令行参数：

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    for(i=0; argv[i] != NULL; i++)
        puts(argv[i]); 

    exit(0);
}

运行结果：

几点说明：

argv 数组是以 NULL 结尾的
终端执行 ./main *c 是可以匹配通配符，是因为 main 函数的参数支持通配符匹配吗，并不是。是因为 *.c 是经过终端shell 再到程序的，是shell把通配符匹配掉了

读取和分析目录：

cpp 复制代码

##include <glob.h>
glob();

//把目录操作视为流操作
opendir();
closedir();
readdir();
seekdir();
telldir();

glob函数：

cpp 复制代码

int glob(const char *pattern, int flags,
                int (*errfunc) (const char *epath, int eerrno),
                glob_t *pglob);

参数：
- pattern 模式串，支持通配符
- flags 标志选项： GLOB_NOCHECK GLOB_NOSORT GLOB_APPEND 等
- errfunc 函数指针：用来处理错误信息
- pglob 结构体，反填结果
  - gl_pathc 和 gl_pathv 的结构和用法和 argc 和 argv 一样
返回值：成功返回0，失败返回1

例子：列出 /etc 目录下a开头的.conf文件

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<glob.h>

##define PAT "/etc/a*.conf"

int main()
{
    int i,err;
    glob_t globres;

    err = glob(PAT, 0, NULL, &globres);
    if(err)
    {   
        printf("Error code = %d\n", err);
        exit(1);
    }   

    for(i=0; i < globres.gl_pathc; i++)
        puts(globres.gl_pathv[i]);     

    exit(0);
}

运行结果：

说明

为什么 glob 出错时不用 perror ，因为 glob 不会置 errno
错误处理函数

目录流函数：

cpp 复制代码

##include <sys/types.h>
##include <dirent.h>

DIR *opendir(const char *name);
DIR *fdopendir(int fd);
int closedir(DIR *dirp);

struct dirent *readdir(DIR *dirp);

可见和流操作很像，只不过捏的不是 FILE 而是 DIR

例子：列出 /etc 目录下所有文件

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<sys/types.h>
##include<dirent.h>

##define PAT "/etc"   

int main()
{
    DIR * dp; 
    struct dirent *cur;

    dp = opendir(PAT);
    if(dp == NULL)
    {   
        //会置errno
        perror("opendir()");
        exit(1);
    }   

    while((cur = readdir(dp)) != NULL)
        puts(cur->d_name);

    closedir(dp);

    exit(0);
}

运行结果：

例子：实现指令 du

指令 du 以KB的形式返回 文件或目录 所占用的大小

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<sys/types.h>
##include<sys/stat.h>
##include<unistd.h>
##include<glob.h>
##include<string.h>

##define PATHSIZE 1024

static int path_noloop(const char *path)
{
    char *pos;
    pos = strrchr(path, '/');

    if(pos == NULL)
        exit(1);
    if( strcmp(pos+1, ".") == 0 || strcmp(pos+1, "..") == 0) 
        return 0;

    return 1;
}

static int64_t mydu(const char *path)
{
    struct stat statres;
    glob_t globres;
    int err,i;
    int64_t sum;
    char nextpath[PATHSIZE];

    //使用lstat
    if(lstat(path, &statres) < 0)
    {
        perror("stat()");
        exit(1);
    }

    //非目录
    if(!S_ISDIR(statres.st_mode))
        return statres.st_blocks;

    //目录文件：递归处理
    //拼接路径
    strncpy(nextpath, path, PATHSIZE);
    strncat(nextpath, "/*", PATHSIZE-1);
    glob(nextpath, 0, NULL, &globres);
    /*if(err)
    {
        fprintf(stderr, "glob():errcode = %d\n", err);
        exit(1);
    }*/

    
    strncpy(nextpath, path, PATHSIZE);
    strncat(nextpath, "/.*", PATHSIZE-1);
    glob(nextpath, GLOB_APPEND, NULL, &globres); //追加方式
    /*if(err)
    {
        fprintf(stderr, "glob():errcode = %d\n", err);
        exit(1);
    }
    */
    
    sum = statres.st_blocks; //算上目录文件本身的大小
    //目录下所有文件的大小
    for(i=0; i<globres.gl_pathc; i++)
    {
        if(path_noloop(globres.gl_pathv[i]))
            sum += mydu(globres.gl_pathv[i]);
    }

    globfree(&globres); //释放空间
    return sum;
    

}

int main(int argc, char **argv)
{
    if(argc < 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usage:...\n");
        exit(1);
    }

    printf("%ld\t%s\n",mydu(argv[1])/2, argv[1]);

    exit(0);
}

运行结果：

注意点：

不知道为什么 glob 一校验就出错，所以放弃了校验； /* 表示路径下所有文件，不包括隐藏文件，所以分两步
strncat 的为 PATHSIZE会报警告，所以-1
常用字符串函数： strncpy strcmp strncat (追加) strrchr 找到某字符最右边的出现位置

二、系统数据文件和信息

1. 用户信息：/etc/passwd

root 用户才有查看权限

用户信息不能从文件中直接拿，因为不同的系统记录用户数据的方式不同

标准出来和稀泥，规定两个函数：

cpp 复制代码

struct passwd *getpwnam(const char *name);
struct passwd *getpwuid(uid_t uid)

例子：输入uid，得到unam

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdlib.h>
##include<stdio.h>
##include<sys/types.h>
##include<pwd.h>

int main(int argc, char **argv)
{
        struct passwd *pwdline;

        if(argc < 2)
        {
                fprintf(stderr, "Usage:...\n");
                exit(1);
        }

        pwdline = getpwuid(atoi(argv[1]));

        puts(pwdline->pw_name);

        exit(1);
}

运行结果：

2. 组信息： /etc/group

两个函数，用法同上

cpp 复制代码

struct group *getgrnam(const char *name);
struct group *getgrgid(gid_t gid);

3. 加密： /etc/shadow

cpp 复制代码

##include <shadow.h>
struct spwd *getspnam(const char *name);
//通过用户名得到 shadow文件中的一行

##include <crypt.h>
**链接的时候加这句：-lcrypt**
char *crypt(const char *phrase, const char *setting);
//将phrase和杂质串setting加密，返回加密后的串

##include <unistd.h>
char *getpass(const char *prompt);
//关闭终端回显功能，输入内容，再打开回显，返回输入的内容
//prompt是提示信息

makefile：crypt链接

例子：写一个 check-pass，用户输入用户名和密码，判断是否正确

思路：

用户输入用户名，用户名通过 getnam 拿到 shadowline 的一行
用户输入密码，密码通过 crypt 拿到用户输入密码加密后的密文
将 shadowline 中的密文和用户输入密码加密后的密文比较，相等则成功，否则失败

示例代码：

cpp 复制代码

##include<crypt.h>
##include<unistd.h>
##include<string.h>

int main(int argc, char **argv)
{
        char *input_pass;
        struct spwd *shadowline;
        char *crypted_pass;

        if(argc < 2)
        {
                fprintf(stderr, "Usage:...\n");
                exit(1);
        }

        input_pass = getpass("Password:");

        shadowline = getspnam(argv[1]);

        crypted_pass = crypt(input_pass, shadowline->sp_pwdp);

        if(strcmp(crypted_pass, shadowline->sp_pwdp) == 0)
                puts("ok");
        else puts("fail");

        exit(0);
}

运行结果：

注意点：不知为何修改 makefile 没有作用，所以手动加上了；要用root执行，否则没有权限访问 /etc/shadow，会报 段错误

4. 时间函数

围绕三种数据类型：

time_t ：大整数，计算机喜欢
struct tm ：结构体，程序员喜欢
char * ：字符串，用户喜欢

涉及到的函数：

cpp 复制代码

##include <time.h>
//拿到大整数
time_t time(time_t *tloc)

//大整数转结构体
struct tm *gmtime(const time_t *timep); //格林威治时间
struct tm *localtime(const time_t *timep); //本地时间

//结构体转字符串
size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format,
                       const struct tm *tm);

//结构体转大整数：参数没有const修饰，会调整tm为合法
time_t mktime(struct tm *tm);

gmtime | localtime ：结果指针在静态区，所以结果要马上用，否则会被冲掉
结构体成员

例子：编写 timelog.c 输出行号，时间戳，追加输入

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<time.h>
##include<unistd.h>

##define FNAME "/tmp/out"

int main()
{
    FILE *fp;
    int cnt=0;
    size_t linesize;
    char *timestr;
    time_t stamp;
    struct tm *tm;

    fp = fopen(FNAME, "a+");  
    if(fp == NULL)
    {   
        perror("fopen()");
        exit(1);
    }   

    timestr = NULL;
    linesize = 0;
    while(getline(&timestr, &linesize, fp) > 0)
				cnt++;
    
    while(1)
    {
        time(&stamp);
        tm = localtime(&stamp);
        fprintf(fp, "%-4d: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", ++cnt,
                tm->tm_year+1900, tm->tm_mon+1, tm->tm_mday,
                tm->tm_hour, tm->tm_min, tm->tm_sec);
        fflush(fp);
        sleep(1);
    }   
    fclose(fp);

    exit(0);
}

运行结果：

注意点：

进程被杀死后没有关闭文件：可控的内存泄漏，之后用钩子函数
处理中断，都是全缓冲，要 fflush 否则看不到输出

例子： 100days.c ：查看100天后的日期

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<time.h>

##define TIMESTRSIZE 1024

int main()
{
    char timestr[TIMESTRSIZE];
    time_t stamp;
    struct tm *tm;

    time(&stamp);
    tm = localtime(&stamp);
		//各种格式参数查手册
    strftime(timestr, TIMESTRSIZE, "Now: %Y-%m-%d", tm);
    puts(timestr);

    tm->tm_mday += 100;
    mktime(tm);  //利用mktime副作用修正tm
    strftime(timestr, TIMESTRSIZE, "After 100 days: %Y-%m-%d", tm);  
    puts(timestr);

    exit(0);
}

运行结果：

三、进程环境

1. main函数

程序的入口与出口，一个程序有且仅有一个

2. 进程的终止

背过： Very Important!

exit、_exit、_Exit

三者的返回值都是给父进程看。shell运行程序后可用 echo $? 查看

实际返回的状态数不是 int ：保留低八位，有符号 char -128 ~ +127
exit 是库函数，其他是系统调用。
exit ：先清理现场，调用钩子函数等，后利用 _exit 退出
_exit ：直接退出

exit手册说明
何时用 _exit ：遇到重大故障，防止故障扩散。
$func只会返回012，但是现在返回了其他值，有理由认为发生了覆盖写，为了防止错误数据扩散，要立即退出，查看错误现场$

钩子函数

执行 exit 之前被逆序调用，像被钩上来一样。作用类似于析构函数。

cpp 复制代码

int atexit(void (*function)(void));

例子：演示钩子函数调用时机和顺序

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>

void f1(void)
{
    puts("f1 is working");
}
void f2(void)
{
    puts("f2 is working");
}
void f3(void)
{
    puts("f3 is working");
}

int main()
{  
    puts("Begin");

    atexit(f1);
    atexit(f2);
    atexit(f3);

    puts("End");
    exit(0);
}

运行结果：

具体的例子 ：释放打开的文件或其他需要逆操作的资源

不写钩子函数，代码体量会越来越大

钩子函数即可解决此问题，打开某一个文件后，立刻调用钩子函数。这样在进程正常结束前，就会调用钩子函数释放资源：

3. 命令行参数分析

cpp 复制代码

##include <unistd.h>

int getopt(int argc, char * const argv[],
	        const char *optstring);
//关联的全局变量
extern char *optarg;
extern int optind, opterr, optopt;

参数
- argc argv 就是命令行参数
- optstring 识别的选项
  - 前面加 - ：表示处理非选项，如 ls -a /tmp/out 中的 /tmp/out
  - 选项后加 : ：表示该选项有参数
返回值
- 读取完： -1
- 成功：为选项→选项字符；非选项→1
关联的全局变量
- optarg ：如果选项有参数，指向该参数
- optind ：index，当前在解析第几个参数，用的时候减1表示当前参数

getopt_long()：分析长格式如 ls --all

例子：mydate.c

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<time.h>
##include<unistd.h>
##include<string.h>

##define TIMESTRSIZE 1024
##define STROPTSIZE  1024

int main(int argc, char **argv)
{
    char timestr[TIMESTRSIZE];
    char stropt[STROPTSIZE];
    time_t stamp;
    struct tm *tm;
    int c;
    FILE *fp = stdout;
     

    time(&stamp);
    tm = localtime(&stamp);
    
    //先初始化为空串，再往里追加
    stropt[0] = '\0';
    while(1)
    {
        c = getopt(argc, argv, "-H:MSy:md");
        if(c < 0) break;
        switch(c)
        {
            /*case 1:
                 fp = fopen(argv[optind-1], "w");
                 if(fp == NULL)
                 {
                     perror("fopen()");
                     //文件打开失败则写往终端
                     fp = stdout;
                 }
                 break;*/
            case 'H':
                 if(strcmp("12", optarg) == 0)
                    strncat(stropt, "%I(%P) ", STROPTSIZE-1);
                 else if(strcmp("24", optarg) == 0)
                    strncat(stropt,"%H ", STROPTSIZE-1);
                 else 
                    fprintf(stderr, "Invalid argument of -H\n");
                 break;
            case 'M':
                 strncat(stropt,"%M ", STROPTSIZE-1);
                 break;
            case 'S':
                 strncat(stropt,"%S ", STROPTSIZE-1);
                 break;
            case 'y':
                 if(strcmp("2", optarg) == 0)
                    strncat(stropt,"%y ", STROPTSIZE-1);
                 else if(strcmp("4", optarg) == 0)
                     strncat(stropt,"%Y ", STROPTSIZE-1);
                 else 
                    fprintf(stderr, "Invalid argument of -y\n");
                 break;
            case 'm':
                 strncat(stropt,"%m ", STROPTSIZE-1);
                 break;
            case 'd':
                 strncat(stropt,"%d ", STROPTSIZE-1);
                 break;
            default:
                 break;
        }
    }

    strncat(stropt, "\n", TIMESTRSIZE-1);
    strftime(timestr, TIMESTRSIZE, stropt, tm);
    fputs(timestr, fp);

    //非标准输出才关闭，否则会关闭标准输出
    if(fp != stdout)
        fclose(fp);
    exit(0);
}

运行结果：

未实现的功能：解析非选项参数：指定日期的输出位置。如 ./mydate -y 4 /tmp/out 表示把年份输入到 /tmp/out 文件中

【视频42】

4. 环境变量

本质：Key = Value

cpp 复制代码

char *getenv(const char *name);

int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);
int putenv(char *string);

getenv() ：提供键，返回值。例子： puts(getenv("PATH"))
setenv() ：添加或修改键值对
- overwrite==1 ：键已存在，覆盖写
- overwrite==0 ：键已存在，不覆盖写
putenv() ：添加或修改键值对，不推荐使用，因为参数没有const修饰，可能会被改变

注意：覆盖写的时候是情况原来的空间，然后转移到堆存储新的键值对。如果不这么做，如果修改后的值所占空间比原来的大，就无法存储。

其他：

export ：命令，查看环境变量

environ ：全局变量数组，类似于argv

5. C程序的存储空间和库

存储空间分布：从下到上：代码段、为初始化的数据段、初始化的数据段、堆、其他、栈、argc\argv。堆和栈的空间可以变动。

3G以上是内核信息

命令 pmap ：查看一个程序的空间：

编一个程序，getchar等待输入，然后另开一个终端 ps axf 查看进程号，然后执行 pmap

库：

手册example。注意使用上述函数的时候要 Link with -ldl.

6. setjmp\longjmp

类 goto 函数的必要性

查找有1000层的数的某个结点，没有改变函数空间，那么可以goto快速返回；C++异常抛出机制

经过复杂步骤进来，且没有改变空间，就可以goto快速返回

goto不能实现跨函数跳转，因为现场没有切换。

setjmp 和 longjmp 解决了这个问题。安全地跨函数跳转，被称为长返回，长跳转。

cpp 复制代码

##include <setjmp.h>
int setjmp(jmp_buf env);
void longjmp(jmp_buf env, int val);

setjmp 返回值类似fork，后面加分支：如果顺次执行，返回0，跳转回来则返回携带的值。
longjmp 第二个参数带回0，会被替换为1，防止死循环

例子：跨函数跳转

示例代码：

cpp 复制代码

##include<stdio.h>
##include<stdlib.h>
##include<setjmp.h>

jmp_buf save;

void c(void)
{
    printf("%s():Begin.\n", __FUNCTION__);
    longjmp(save, 6);
    printf("%s():End.\n", __FUNCTION__);
}

void b(void)
{
    printf("%s():Begin.\n", __FUNCTION__);
    printf("%s():Call c()\n", __FUNCTION__);
    c();
    printf("%s():Return from c()\n",__FUNCTION__);
    printf("%s():End.\n", __FUNCTION__);
}

void a(void)
{
    printf("%s():Begin.\n", __FUNCTION__);
    printf("%s():Call b()\n", __FUNCTION__);
    b();
    printf("%s():Return from b()\n",__FUNCTION__);
    printf("%s():End.\n", __FUNCTION__);
}

int main()
{
    int ret;
    printf("%s():Begin.\n", __FUNCTION__);
    ret = setjmp(save);
    if(ret == 0)
    {
        printf("%s():Call a()\n", __FUNCTION__);
        a();
        printf("%s():Return from a()\n",__FUNCTION__);
    }
    else
    {
        printf("%s(): Jmp back here with code: %d\n", __FUNCTION__, ret);
    }
    printf("%s():End.\n", __FUNCTION__);
    exit(0);
}

运行结果：

没跳转

跳转【运行结果】

7. 资源获取及控制

命令 ulimit 用下面两个函数实现：

软限制小于等于硬限制
普通用户不能提高硬限制， root可以

linux系统编程01-文件系统

介绍

一、目录和文件

1. 获取文件的属性 ： stat

2.文件属性

3.umask

4.文件权限管理

5.粘住位

6.文件系统：FAT、UFS

7.硬链接，符号链接

9. 文件目录解析 ： glob

例子：实现指令 du

二、系统数据文件和信息

1. 用户信息：/etc/passwd

2. 组信息： /etc/group

3. 加密： /etc/shadow

4. 时间函数

三、 进程环境

1. main函数

2. 进程的终止

exit、_exit、_Exit

钩子函数

3. 命令行参数分析

4. 环境变量

5. C程序的存储空间和库

6. setjmp\longjmp

7. 资源获取及控制

1. 获取文件的属性： stat

9. 文件目录解析： glob

三、进程环境