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Linux系统编程  
By NUISTWF
Linux系统编程
一、IO
1、stdio
1.1 fopen/fclose
1.2 fgetc/fputc/fgets/fputs
1.3 fread/fwrite
1.4 printf/scanf/atoi/sprintf
1.5 fseek/ftell/rewind/fflush
1.6 getline/mygetline
1.7 临时文件tmpfile/strstr
2、sysio
2.1 文件描述符实现原理
2.2 open/close/creat
2.3 read/write/lseek
2.4 IO区别fileno/fdopen
2.5 IO效率和文件共享
2.6 原子操作dup/dup2
2.7 同步sync/fcntl/ioctl
3、advio
3.1 有限状态机编程
3.2 IO多路转接select/poll
3.3 readv/writev
3.4 内存映射mmap
3.5 文件锁
二、文件系统
1、目录和文件
1.1 文件属性stat/空洞文件
1.2 文件类型/umask/chmod/t
1.3 文件系统FAT/UFS
1.4 链接文件和目录操作
1.5 分析目录/读取目录glob/du
2、系统数据文件和信息
2.1 口令文件passwd/getpwuid
2.2 组文件group/getgrgid
2.3 加密文件shadow/crypt
2.4 时间戳函数time
3、进程环境
3.1 进程的终止方式echo
3.2 钩子函数atexit
3.3 命令行参数getopt/strncat
3.4 环境变量environ
3.5 程序空间和手工装载库
3.6 跳转setjmp/资源getrlimit
三、进程基础
1、进程标识符pid
2、父子进程的产生fork
3、释放资源waitpid/交叉分配
4、exec函数族/myshell
NUISTWF
No. 1 / 315

不能更改常量，通过指针更改一个字符不可以；

const限制，

const char *a = "Hello";

char *b = "World";

*a = 'M'; // 错误，尝试修改只读的字符串会导致编译错误

*b = 'W'; // 错误，尝试修改只读的字符串常量会导致编译错误

beginning of the file 代表文件打开第一个有效字节

end of file 代表最后一个有效字节的下一个位置

所有未包含头文件的函数返回均为整型int，此时刚号int和int *类型不匹配报警告：malloc(),若不加头文

件就返回整型如int *p = malloc(sizeof(int)); 会报错，是因为未包含头文件不是直接强转(int *)malloc(),

void *对应任何都是天经地义的。

errno目录：vim /usr/include/asm-generic/errno-base.h

errno是一个C标准库中的全局变量，用于表示在执行系统调用和库函数时发生的错误代码。errno全称

为"error number"（错误编号），其定义在头文件<errno.h>中。

errno的全名是"errno.h"，它提供了一组整数常量，每个常量都代表不同类型的错误。当函数调用或系

统调用失败时，它们通常将适当的错误代码设置到errno变量中，以便程序员可以通过查看该变量来确定

错误的性质。可以使用标准库的perror函数将errno的值转换为对应的错误消息。

FILE *返回的指针放在堆上。如果函数有互逆操作，那么函数返回的指针肯定是存放在堆上的。没有互

逆操作，可能在堆也可能在静态区。

定义在堆上的话需要开辟内存空间，那么对应的肯定会释放内存空间，如果这个函数没有对应的关闭函

数（逆函数），那么大概率是不会在堆上的。

是资源就有上限。可以利用fopen来打开文件，但是一个进程中打开的文件数有上限1024个。在不更改

默认环境的情况下，一个进程打开三个流stream（stdin stdout stderr）(标准输入，标准输出和标准错

误)。命令：ulimit -a（-a是指查看所有的）:open files (-n) 1024。

0666 & (~umask) （0开头8进制数），若umask=0022，则为000 010 010，取反为111 101 101，跟

0666按位与，则后面俩个第二位为0，第一个为可读，第二个为可写，最后表现出看来就是rw- r-- r--，

则0666变为0644。umask值越大权限就越低，用来降低权限。(掩码)。而chmod设置的是文件权限码。

直接umask可查看umask的值：

fopen.c:

ulimit -a

umask

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

int main()

{

 FILE *fp;

 fp = fopen("tmp.txt", "r");

NUISTWF

No. 3 / 315



1.2 fgetc/fputc/fgets/fputs

宏和函数在某些方面存在关联，但它们也有明显的区别。

1. 相似之处：

宏和函数都可以用来封装一段代码，提供代码重用和模块化。

宏和函数都可以接受参数，根据参数执行相应的操作。

2. 不同之处：

宏是在预处理阶段展开的，而函数是在运行时调用的。宏会在代码编译之前被替换为相应的代

码片段，而函数是在程序运行时根据调用情况执行相应的代码。

宏展开是直接替换文本，没有函数调用的开销，但也可能导致代码膨胀和可读性差。函数调用

则需要在堆栈上分配内存，并跳转到函数代码的入口点执行。

宏可以进行条件编译和编译器相关的操作，而函数不能。例如，可以使用宏定义来针对不同的

平台或编译器定义不同的代码实现。

宏支持代码的嵌套展开，而函数只能通过递归来实现嵌套调用。

总体来说，宏和函数在代码封装和参数传递方面有些相似，但在编译时展开和运行时调用、代码膨胀和

堆栈开销等方面有明显的区别。选择使用宏还是函数取决于具体场景和需求。

当使用宏和函数来封装一段代码时，可以通过以下示例来说明它们的使用：

1. 使用宏封装代码：

在上述示例中，我们使用宏定义了一个名为ADD的宏，它接受两个参数并返回这两个参数的和。在main

函数中，我们使用ADD宏来计算变量x和y的和，并将结果打印输出。

}

int fgetc(FILE *stream);

int getc(FILE *stream);

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

char *gets(char *s);

int fputc(int c, FILE *stream);

int fputs(const char *s, FILE *stream);

int putc(int c, FILE *stream);

int puts(const char *s);

#include <stdio.h>

// 定义宏，用于计算两个数的和

#define ADD(a, b) ((a) + (b))

int main()

{

 int x = 10, y = 20;

 int sum = ADD(x, y); // 调用宏进行计算：ADD(x, y)在编译的时候替换成((x) + (y))

 printf("Sum: %d\n", sum);

 return 0;

}

NUISTWF

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