Linux系统编程（第2版）笔记 （本书基本上就是Linux C API的简单使用说明，入门级别的）

20141031-Linux系统编程（第2版）笔记 （本书基本上就是Linux C API的简单使用说明，入门级别的）

Linux系统编程（第2版）
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    1 入门和基本概念
    2 文件I/O
    3 缓冲I/O
    4 高级文件I/O
    5 进程管理
    6 高级进程管理
    7 线程
    8 文件和目录管理
    9 内存管理
    10 信号
    11 时间（这里谈不上系统编程了，就是C库API）
    12 附录A C语言的GCC扩展
    13 附录B 参考书目

入门和基本概念
文件I/O

    read(): EINTR EAGAIN
        其他错误：EBADF EFAULT EINVAL EIO 
    Append模式：每次write之前的文件位置更新是原子操作
    延迟写：/proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
    O_DIRECT：长度、偏移均应是底层设备扇区（一般4KB）的整数倍
    lseek --> pread/pwrite：避免了多个线程操作同一个fd时的竞争
    p51 select()和poll()都是水平触发，不是边缘触发
    poll() vs select()
        对值较大的文件描述符，后者要检查集合中的每个位，而前者只是个链表（但是复杂的数据结构怎么传递进内核的？）
        select()返回时重新创建fd_set，而poll()会把events和revents分开 
    VFS、页缓冲、页回写 

缓冲I/O

    p72 ungetc：只要有足够的内存，Linux允许无限次放回
    p72 rewind(stream) => fseek(stream, 0, SEEK_SET)且清空错误
    p80 fflush()只是把用户缓冲数据写入内核缓冲，不保证最终写到物理介质上（fsync）
    setvbuf：_IO{N,L,F}BUF 无缓冲/行缓冲/块缓冲
    flockfile：允许递归加锁？ 

高级文件I/O

    向量I/O？：readv/writev
    epoll（Linux专有？）
        epoll_create1
        epoll_ctl(epfd, op, fd, event) <-- 这个API看上去够复杂的了
            event->events |= EPOLLET; 边缘触发？（非阻塞I/O，需要仔细检查EAGAIN？） 
        epoll_wait 
    mmap
        long page_size = sysconf( _SC_PAGESIZE ); //或getpagesize()、直接PAGE_SIZE
        p109 库函数如glibc，经常使用mremap()来实现高效的realloc()
        POSIX.1 mprotect() 要么只读，要么只写，要么可执行，不能同时
        madvise()：准确预读？（除非是POSIX_FADV_RANDOM） 
    synchronnous vs synchronized
        异步I/O（aio） 
    I/O调度器
        基本操作：合并、排序
        Deadline
        Anticipatory
        CFQ
        Noop（不排序）
        排序：按绝对路径／inode／物理块 

进程管理

    execl
    fork
        COW：这些页被标记为只读，如果有进程试图修改，就会发生缺页中断 
    fork + exec => vfork：不要用。严格来讲，vfork是有bug的，考虑当exec调用失败，父进程将一直被挂起...
    POSIX/C89 exit()
        atexit
        SIGCHLD 
    等待子进程终止
        wait
        waitpid
        waitid*
        BSD wait3 wait4（这里3,4指参数个数）
        system
            在执行command过程中，会阻塞SIGCHLD，同时SIGINT、SIGQUIT会被忽略
            p153 利用fork()、exec系统调用和waitpid()实现system()是一个非常有用的练习
            安全隐患＊ 
    用户和组＊
        ｛实际、有效、保留｝用户ID/组ID（由于允许setuid/setgid，导致这里的复杂性，有没有更好一点的设计方法？） 
    会话和进程组（只在实现shell时需要了解吧？略）
    守护进程
        大致处理：pid=fork() --> setsid() --> chdir("/") --> chose(0..NR_OPEN) --> open("/dev/null", O_RDWR) --> dup(0);dup(0)
        daemon(nochdir, noclose) 

高级进程管理

    CPU约束 vs I/O约束
    CFS（根据权值，而非时间片）
    sched_yield()
    nice(人品值) -_-
        更好的：get/setpriority
        ioprio_get/set 
    sched_get/setaffinity
    实时系统（这里讨论的内容似乎有点过多了）
        延迟、抖动*、截止期限
        实时调度策略（静态优先级，不受nice影响）：SCHED_FIFO/RR/OTHER 
    资源现状（rlimit）* 

线程

    p205 coroutines和fibers（超出了本书的探讨范畴？k）
    p212 锁住数据，而不是代码
    Pthreads
        LinuxThreads -> NPTL ( -> NGPT？）
        pthread_setcancelstate/type, pthread_cancel
        join（应该只有一个可以）和detach（使得不可join）
        互斥* 

文件和目录管理

    stat/lstat/fstat
    chmod/fchmod
    chown/lchown/fchown
    扩展属性xattr（略）
    getcwd
    chdir/fchdir
    mkdir/rmdir/opendir/readdir/closedir/getdents
    link(oldpath, newpath)
    symlink
    unlink
    移动文件：rename
    设备节点
        /dev/null, /dev/zero, /dev/full
        /dev/random, /dev/urandom 
    带外通信（ioctl）
    inotify
        p270 零长度数组（但是实际上导致内存分配了许多不同大小的块？） 

内存管理

    匿名内存映射（不会造成数据段碎片？）
        glibc用来满足大的分配，临界值一般为128KB
        p = mmap(NULL, 512*1024, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, -1, 0); 
    mallopt*
        $ MALLOC_CHECK=1 ./test 
    p300 不要使用alloca()分配的内存作为函数调用的参数
        C99变长数组（VLAs）：char buf[i]; 
    内存操作
        memset, bzero ＝＝〉优先使用calloc？
        memcmp
        memmove：可安全处理内存区域重叠问题（memcpy不支持） 
    mlock*
    乐观的分配策略（仅到实际写时才分配）, OOM Killer 

信号

    p329 在信号中确保可重入的函数*
    信号集*
        sigprocmask
        sigpending
        sigsuspend
        sigaction 

时间（这里谈不上系统编程了，就是C库API）

    typedef long time_t;
    struct timeval { tv_sec; tv_usec; }
    struct tm { ... }
    time --> gettimeofday 

附录A C语言的GCC扩展

    __attribute__((noinline/pure/const/noreturn/...))
    likely(x)/unlikely(x)
    __builtin_return_address
    case 1 ... 10: 

附录B 参考书目