这一章节侧重一些基本概念和书中用到的一些名词。
一.引言
所有的操作都提供服务，典型的服务包括：执行新程序、打开文件、读写文件、分配存储区以及获得当前时间等。
二.UNIX体系结构
其实linux常见的系统调用不是非常多，本书附录A按字符顺序列出了常用系统调用的原型。其实linux的应用编程，一要熟悉linux的基本概念，二要对各系统调用充分了解练习。
三.登录和shell
3.1 登录
口令文件/etc/passwd记录用户的信息，作为登录的依据。以下为该文件的一条内容：
username:x:1000:1000:username,,,:/home/username:/bin/bash
username：用户名
x：加密口令
1000：用户ID
1000：用户组ID
username,,,:注释字段
:/home/username，起始目录，登录后shell默认在此目录
:/bin/bash，该用户使用的shell程序
3.2 shell
unix等系统有多种shell，如下表格：
不同发行版本的linux，使用的默认shell不一定是bash，例如Ubuntu，就是用dash，dash与bash支持的script语法不完全一直，有时会导致脚本错误，需要注意bash的设置和切换。
四.文件和目录
4.1 文件系统
文件系统是目录和文件的一种层次结构，所有的起点称为“根root目录”，即“/”.
目录是一个包含目录项的文件。可以理解成目录本身是个特殊文件，包含很多目录项，每个目录项对应该目录下的一个文件，目录项中包含文件名和文件属性（类型、大小、所有者、权限、修改时间等）信息。
涉及文件系统的知识，后面再深入。
4.2 文件名
最好不要包含有其他意义的特殊字符，例如shell里的$，路径中的\等，最好由字母、数字、点、横杠-、下划线_等组成。现在的操作系统，一般最少支持255字符的文件名。
4.3 路径名
绝对路径，/开头
相对路径，没有/开头，从当前目录开始找
4.4 工作目录
working directory，也叫current working derectory，每个进程都有一个工作目录，所有相对路径都是从工作目录开始解释。
可以用chdir()函数改变工作目录。
4.5 起始目录
登录以后的初始目录，/etc/passwd中存储的那个 /home/usrname路径
五.输入和输出
5.1 文件描述符
非负整数，内核标识一个特定进程正在访问的文件。读写接口都用此描述符。
5.2 标准输入、输出、错误
每当运行一个新程序，所有shell都为其打开3个标准文件描述符，分别为：
STDIN:标准输入
STDOUT:标准输出
STDERR:标准错误
默认都指向屏幕，可以重定向 >,>>, <,例如
ls > ls_result_file #ls的标准输出STDOU重定向到ls_result_file中
【收获】：STDIN/STDOUT/STDERR是3个特殊的文件描述符！
5.3 不带缓冲的IO
open、read、write、lseek、close等函数不带缓冲。
5.4 标准IO
对系统调用的二次封装，为不带缓冲的IO提供缓冲，不用关心buf的大小，常见的函数printf、fgets等。fgets里调用了read，能读取一行，而read以字节为单位。
六.程序和进程
6.1 程序
程序是一个可执行文件，可以被exec函数执行。
6.2 进程和进程ID
程序的执行实体是进程(process)，进程的唯一标识是process ID，即PID，是一个非负整数。
6.3 进程控制
有三个主要函数，fork，exec，waitpid
6.4 线程和线程ID
一个进程，一般有一个控制线程thread，但也可以有多个线程。
- 线程也有ID，但是只在进程内有效，在其他进程内无效
- 多个线程共享进程的地址空间，文件描述符，栈以及进程相关属性。需注意多个线程访问共享资源时的保护
- 线程控制函数与进程类似，是另一套接口
七.出错处理
有个全局变量errno，操作系统统一定义了若干错误，出错时付给这个变量。例如，open打开文件错误，返回-1，具体错误由errno体现。
#<errno.h>: 定义errno全局变量
/* Declare the `errno' variable, unless it's defined as a macro by
bits/errno.h. This is the case in GNU, where it is a per-thread
variable. This redeclaration using the macro still works, but it
will be a function declaration without a prototype and may trigger
a -Wstrict-prototypes warning. */
#ifndef errno
extern int errno;
#endif
#经过一级级的include，各个具体错误码定义如下：
#asm-generic/errno-base.h:
#define EPERM 1 /* Operation not permitted */
#define ENOENT 2 /* No such file or directory */
#define ESRCH 3 /* No such process */
#define EINTR 4 /* Interrupted system call */
#define EIO 5 /* I/O error */
#define ENXIO 6 /* No such device or address */
#define E2BIG 7 /* Argument list too long */
#define ENOEXEC 8 /* Exec format error */
#define EBADF 9 /* Bad file number */
#define ECHILD 10 /* No child processes */
#define EAGAIN 11 /* Try again */
#define ENOMEM 12 /* Out of memory */
#define EACCES 13 /* Permission denied */
#define EFAULT 14 /* Bad address */
#define ENOTBLK 15 /* Block device required */
#define EBUSY 16 /* Device or resource busy */
#define EEXIST 17 /* File exists */
#define EXDEV 18 /* Cross-device link */
#define ENODEV 19 /* No such device */
#define ENOTDIR 20 /* Not a directory */
#define EISDIR 21 /* Is a directory */
#define EINVAL 22 /* Invalid argument */
#define ENFILE 23 /* File table overflow */
#define EMFILE 24 /* Too many open files */
#define ENOTTY 25 /* Not a typewriter */
#define ETXTBSY 26 /* Text file busy */
#define EFBIG 27 /* File too large */
#define ENOSPC 28 /* No space left on device */
#define ESPIPE 29 /* Illegal seek */
#define EROFS 30 /* Read-only file system */
#define EMLINK 31 /* Too many links */
#define EPIPE 32 /* Broken pipe */
#define EDOM 33 /* Math argument out of domain of func */
#define ERANGE 34 /* Math result not representable */
#asm-generic/errno.h:
#define EDEADLK 35 /* Resource deadlock would occur */
#define ENAMETOOLONG 36 /* File name too long */
#define ENOLCK 37 /* No record locks available */
#define ENOSYS 38 /* Function not implemented */
#define ENOTEMPTY 39 /* Directory not empty */
#define ELOOP 40 /* Too many symbolic links encountered */
#define EWOULDBLOCK EAGAIN /* Operation would block */
#define ENOMSG 42 /* No message of desired type */
#define EIDRM 43 /* Identifier removed */
#define ECHRNG 44 /* Channel number out of range */
#define EL2NSYNC 45 /* Level 2 not synchronized */
#define EL3HLT 46 /* Level 3 halted */
#define EL3RST 47 /* Level 3 reset */
#define ELNRNG 48 /* Link number out of range */
#define EUNATCH 49 /* Protocol driver not attached */
#define ENOCSI 50 /* No CSI structure available */
#define EL2HLT 51 /* Level 2 halted */
#define EBADE 52 /* Invalid exchange */
#define EBADR 53 /* Invalid request descriptor */
#define EXFULL 54 /* Exchange full */
#define ENOANO 55 /* No anode */
#define EBADRQC 56 /* Invalid request code */
#define EBADSLT 57 /* Invalid slot */
#define EDEADLOCK EDEADLK
#define EBFONT 59 /* Bad font file format */
#define ENOSTR 60 /* Device not a stream */
#define ENODATA 61 /* No data available */
#define ETIME 62 /* Timer expired */
#define ENOSR 63 /* Out of streams resources */
#define ENONET 64 /* Machine is not on the network */
#define ENOPKG 65 /* Package not installed */
#define EREMOTE 66 /* Object is remote */
#define ENOLINK 67 /* Link has been severed */
#define EADV 68 /* Advertise error */
#define ESRMNT 69 /* Srmount error */
#define ECOMM 70 /* Communication error on send */
#define EPROTO 71 /* Protocol error */
#define EMULTIHOP 72 /* Multihop attempted */
#define EDOTDOT 73 /* RFS specific error */
#define EBADMSG 74 /* Not a data message */
#define EOVERFLOW 75 /* Value too large for defined data type */
#define ENOTUNIQ 76 /* Name not unique on network */
#define EBADFD 77 /* File descriptor in bad state */
#define EREMCHG 78 /* Remote address changed */
#define ELIBACC 79 /* Can not access a needed shared library */
#define ELIBBAD 80 /* Accessing a corrupted shared library */
#define ELIBSCN 81 /* .lib section in a.out corrupted */
#define ELIBMAX 82 /* Attempting to link in too many shared libraries */
#define ELIBEXEC 83 /* Cannot exec a shared library directly */
#define EILSEQ 84 /* Illegal byte sequence */
#define ERESTART 85 /* Interrupted system call should be restarted */
#define ESTRPIPE 86 /* Streams pipe error */
#define EUSERS 87 /* Too many users */
#define ENOTSOCK 88 /* Socket operation on non-socket */
#define EDESTADDRREQ 89 /* Destination address required */
#define EMSGSIZE 90 /* Message too long */
#define EPROTOTYPE 91 /* Protocol wrong type for socket */
#define ENOPROTOOPT 92 /* Protocol not available */
#define EPROTONOSUPPORT 93 /* Protocol not supported */
#define ESOCKTNOSUPPORT 94 /* Socket type not supported */
#define EOPNOTSUPP 95 /* Operation not supported on transport endpoint */
#define EPFNOSUPPORT 96 /* Protocol family not supported */
#define EAFNOSUPPORT 97 /* Address family not supported by protocol */
#define EADDRINUSE 98 /* Address already in use */
#define EADDRNOTAVAIL 99 /* Cannot assign requested address */
#define ENETDOWN 100 /* Network is down */
#define ENETUNREACH 101 /* Network is unreachable */
#define ENETRESET 102 /* Network dropped connection because of reset */
#define ECONNABORTED 103 /* Software caused connection abort */
#define ECONNRESET 104 /* Connection reset by peer */
#define ENOBUFS 105 /* No buffer space available */
#define EISCONN 106 /* Transport endpoint is already connected */
#define ENOTCONN 107 /* Transport endpoint is not connected */
#define ESHUTDOWN 108 /* Cannot send after transport endpoint shutdown */
#define ETOOMANYREFS 109 /* Too many references: cannot splice */
#define ETIMEDOUT 110 /* Connection timed out */
#define ECONNREFUSED 111 /* Connection refused */
#define EHOSTDOWN 112 /* Host is down */
#define EHOSTUNREACH 113 /* No route to host */
#define EALREADY 114 /* Operation already in progress */
#define EINPROGRESS 115 /* Operation now in progress */
#define ESTALE 116 /* Stale NFS file handle */
#define EUCLEAN 117 /* Structure needs cleaning */
#define ENOTNAM 118 /* Not a XENIX named type file */
#define ENAVAIL 119 /* No XENIX semaphores available */
#define EISNAM 120 /* Is a named type file */
#define EREMOTEIO 121 /* Remote I/O error */
#define EDQUOT 122 /* Quota exceeded */
#define ENOMEDIUM 123 /* No medium found */
#define EMEDIUMTYPE 124 /* Wrong medium type */
#define ECANCELED 125 /* Operation Canceled */
#define ENOKEY 126 /* Required key not available */
#define EKEYEXPIRED 127 /* Key has expired */
#define EKEYREVOKED 128 /* Key has been revoked */
#define EKEYREJECTED 129 /* Key was rejected by service */
/* for robust mutexes */
#define EOWNERDEAD 130 /* Owner died */
#define ENOTRECOVERABLE 131 /* State not recoverable */
#define ERFKILL 132 /* Operation not possible due to RF-kill */
#define EHWPOISON 133 /* Memory page has hardware error */
通过errno输出字符错误信息。
#include <string.h>
char * strerror(int errnum); #通过errno获取一个错误信息的字符串
#include <stdio.h>
void perror( const char *msg ) #向stderr上输出错误信息"msg:"+"errno代表的错误信息"
八.用户标识
用户ID： user ID，与用户一一对应，在/etc/passwd中有，
用户组ID： group ID，多个用户可以有相同组ID，便于分享文件
附属组ID（）：允许用户除了组ID，还可以有若干其他组的ID，保存在/etc/group文件里。
【收获】为什么用数字表示用户？历史原因，每个文件都保存该文件的用户ID和用户组ID，如果用字符类型，会占用过多空间，且不易操作，所以用数字，只要两个int就可以了。
九.信号
signal用于通知进程发生某种情况，信号处理处理有三种方式：
- 忽略该信号
- 系统按默认方式处理，如果进程特殊设置，系统就按照默认的方式处理信号
- 进程提供一个函数，信号发生时调用
十.时间值
10.1 日历时间（UTC）
该值是自1 9 7 0年1月1日0 0 : 0 0 : 0 0以来国际标准时间（ U T C）所经过的秒数累计值（早期的手册称 U T C为格林尼治标准时间） ,系统中用time_t类型表示。
10.2 进程时间
也叫CPU时间，用来度量占用的CPU资源。
单位：时钟滴答，系统每秒的滴答数可以通过sysconf获取，曾经取值50/60/100等，用clock_t类型表示；
三个进程时间值：时钟时间real、用户时间user、系统时间sys。时钟时间是整个进程的执行时间，此时间跟进程的数量有关，例如同样一个进程，如果系统中有3个和10个其他进程和的情况下，时钟时间是不一样的，即跟系统的负荷有关系。用户时间是该进程处于用户态时运行的时间。系统时间是该进程进入内核态以后的运行时间。 read >= (user+sys)
:/work/platform-zynq/linux-xlnx-repo-smp$ time -p grep 'xilinx' */*.h
real 0.38
user 0.00
sys 0.05
real > (user＋sys)
十一.系统调用和库函数
C库函数也可以不调用系统调用。