本篇涵蓋課程《Linux程序設計》考點，分爲三部分，如下：
第一部分：Linux歷史、基礎知識、shell、Linux編程等內容
第二部分：部分常見的系統調用和I/O庫函數
第三部分：部分編程複習題，包括了shell編程和c編程
第一部分——複習總綱
一、基礎
1.Linux是誰開發的、是用什麼語言開發的、Unix的開源精神——這些
1991年Linus Torvalds（林納斯.託瓦茲）寫出Linux內核的第一個版本；
1992年第一個發行版出現；
GNU/Linux系統=Linux內核+GNU；發行版有：Red Hat,Debain,Suse,Mandrake,Redflag...
GNU：即革奴計劃，由理查德.斯托曼發起，目標是創建一套完全自由的操作系統；
其他：EMACS、Copyleft2.分區的基本知識（今年不考？）
瞭解的話直接看筆記就ok；
3.文件系統
操作系統中負責存取和管理文件的部分；
文件和文件的某些元素的集合，它爲鏈接到文件的文件序列號提供了一個命名空間；
1）Linux文件系統類型：VFS / EXT2,EXT3,FAT32
VFS：virtual file system，虛擬文件系統。一個位於異構文件系統之上的軟件粘合層，爲訪問文件系統的系統調用提供一個統一的抽象接口；它的作用就是採用標準的Unix調用讀寫位於不同物理介質上的不同文件系統。
2）Linux文件夾結構（常用結構要知道，如boot,root,home,dev這些）
在Linux中，所有的文件和目錄都被組織成一個根節點開始的倒置的樹狀結構；
/bin：binary，存放最常使用的命令；
/boot：啓動Linux時使用的一些核心文件，包括一些連接文件和鏡像文件；
/dev：device，存放Linux的外部設備；在Linux中，訪問設備和訪問文件的方式是相同的；
/etc：存放所有的系統管理所需要的配置文件和子目錄；
/home：用戶的主目錄
/lib：存放着系統最基本的動態連接共享庫；
/media：Linux系統會自動識別一些設備，如U盤、光驅等，識別後，Linux會把被識別的設備掛載到這個目錄下；
/mnt：爲了讓用戶臨時掛載別的文件系統用，如可以將光驅掛載在/mnt上，然後進入該目錄就可以查看光驅裏的內容了；
/root：系統管理員的用戶主目錄；
/tmp：存放一些臨時文件
/usr：用戶的很多應用程序和文件
/var：存放在不斷擴充着的東西，習慣性將那些經常被修改的文件放到這個目錄下， 包括各種日誌文件；
3）啓動過程（理解即可，不用考）
BIOS--MBR--Boot loader--Init process
BIOS檢查設備、加載並啓動MBR----MBR中的bootloader（常見有LILO和GRUB兩種）加載和啓動Linux內核--現在控制權就交給內核了。4.安裝軟件的方式（簡單看一下，apt-get要知道，其他不用）
apt-get command
*:apt-get是Debian、Ubuntu發行版的包管理工具，與Redhat中yum工具類似；一般需要root權限：
apt-cache search string：在軟件包列表中搜索字符串
apt-get install packagename：安裝一個新的軟件包
apt-get update; apt-get remove packagename; apt-get remove --purge packagename; apt-get autoremove packagename; apt-get autoclean;.....
apt屬於Debian系，rpm屬於Redhat系；5.命令：常用的命令
passwd：改變密碼；
mkpasswd：生成隨機密碼；
date：顯示當前日期和時間；
cal：顯示日曆；
who/finger：顯示當前系統的active用戶（finger需要另外安裝，如在Ubuntu中sudo apt install finger）
clear：清空屏幕；
echo：直接輸出echo後面的文本；
write：向指定登錄用戶終端發送消息；
wall：向系統當前所有打開的終端發送消息；
talk：和指定用戶聊天；
msg：用於設置其他用戶是否可以直接向當前用戶終端發送消息，msg y表示允許，msg n表示禁止；6.文件類型——七種
1）常規文件：文本或code數據，沒有特殊的內部結構；
2）字符特殊文件：見3）
3）塊特殊文件：特殊文件代表硬件或邏輯設備，通常在/dev中；字符特殊文件通常是裝置文件中的串行端口設備，如鍵盤、鼠標等一次性讀取設備；塊特殊文件表示裝置文件中的可供存儲的接口設備（可隨機存取裝置）；
4）socket，即套接口文件/數據接口文件：socket，又名“套接口”，用於描述IP地址和端口，應用程序是通過套接字向網絡發送請求或者應答網絡請求；例如啓動mysql服務器時會產生一個mysql.sock文件；
5）符號鏈接文件：symbolic link，類似Windows中的快捷方式
6）目錄：內容的表；目錄內文件的列表；
7）管道文件：fifo7.基本命令——文件系統相關（過一遍）
1）目錄
pwd：顯示當前目錄
cd：切換目錄
mkdir：創建目錄；options：-m<權限>，創建目錄時同時設置權限；-p：一併建立上層目錄（如果不存在）；
rmdir：刪除目錄（最好是空目錄，否則用-r遞歸刪除其下的子目錄和文件——但是這樣做有危險；即先用rm刪除目標目錄下的文件，再用rmdir刪除這個目錄）
ls：以列表形式顯示目錄內容，有-l,-a,-R等選項——這個命令很重要，參考8；2）文件
touch：更新文件權限或最後修改時間（創建文件同樣使用這個命令，格式爲：touch filename）
cp：複製文件；cp [options] 源文件 目標文件；options：-r/R遞歸、-l對源文件建立硬鏈接而非複製文件；-s建立符號鏈接；
mv：移動和重命名文件/目錄； mv source target
ln：鏈接文件；默認創建硬鏈接，使用-s選項創建符號鏈接（軟鏈接）；------參照8
rm：刪除文件
cat：輸出文件內容
more/less：逐頁顯示文件；more以全屏幕的方式按頁顯示文本文件的內容；less與more類似，不同的是more只能往前（即往下）翻頁，而less既允許用戶向前，也允許向後瀏覽文件；7.硬鏈接和符號鏈接：
1）爲文件創建硬鏈接：ln，但不能爲目錄創建硬鏈接；創建硬鏈接後，文件的Inode會被多個文件項公用。文件的硬鏈接數可以在ls -l後的列表的第二列看到，無額外鏈接的文件的連接數爲1
硬鏈接可以理解爲多個文件指向同一個物理地址，所以不能對目錄做硬鏈接，也不可以在不同的文件系統之間做硬鏈接；
2）軟鏈接/符號鏈接：ln -s，將一個路徑名鏈接到一個文件。這些創建出來的軟鏈接文件是一種特別類型的文件，實際上它只是一個文本文件，其中包含了鏈接時的源文件的路徑名，而源文件纔是實際包含所有數據的文件；軟鏈接產生的這個文件在ls -l中第一列會顯示一個l，即表示符號鏈接文件（而硬鏈接的第一列依然是-，即文件）；
軟鏈接可以理解爲快捷方式（也就是通過它飛快地找到源文件，而不是直接去找物理地址），它本身確實是一個新的文件，它的大小就是符號鏈接中路徑的字節數；所以它具有和源文件不同的inode號，而硬鏈接並沒有建立新文件；此外，軟鏈接可以對目錄進行，也可以在不同的文件系統之間做符號鏈接；
注：如果遞歸地做軟鏈接，ln -s產生的文件會全部指向源文件（即真正的文件）；而cp -s複製產生的符號鏈接文件只會指向上一個文件（可能是符號鏈接，也可能就是文件，具體要看源文件的類型）
軟鏈接時推薦源文件使用絕對路徑，如果使用相對路徑，則軟鏈接文件（即目標文件）必須與源文件在同一級目錄下；8.文件屬性（ls -l，很重要噠）
ls -l: 文件類型 權限 硬鏈接數目 所有者 用戶組 文件大小 修改時間 文件Example:
-rw-------. 3 zfh zfh 2722 1月 16 19:26 nohup.html
-rwxrw-r--. 1 zfh zfh 672 1月 16 18:43 OnlineExam項目說明文檔.html
lrwxrwxrwx. 1 zfh zfh 7 4月 8 21:39 s.sql -> ./b.sql
-rw-rw-r--. 1 zfh zfh 25 4月 8 11:51 test.sh
-rw-------. 3 zfh zfh 2722 1月 16 19:26 x2.html如上，解釋如下：
1）第一列，第一個符號表示文件類型，-表示文件，d表示目錄，l表示符號鏈接文件，b表示塊特殊文件，c表示字符特殊文件，其他的還有socket文件（s）和管道文件（p）——具體參照7；
後面的九個字符依次表示文件所有者、所有者所在用戶組、其他用戶對這個文件的權限，rwx分別表示read，write，execute，如果是-則表示沒有這項權限；
2）第二列，硬鏈接的數量，如果沒有硬鏈接，默認是1
3）第三列，文件所有者
4）第四列，文件所有者所在的用戶組
5）第五列，文件大小，單位是字節，如果是特殊文件（即設備），那麼這一列指主設備號（第六列就會是次設備號），如果是目錄，那麼指目錄大小（目錄內的inode列表所佔空間，而不是裏面所有文件的總和大小）
6）第六列，文件的創建日期或最近修改日期（centos中依次是月、日、時間，Ubuntu中依次是）
7）第七列，文件名9.文件屬性修改（chmod, chown, chgrp）
對於8中的文件屬性，如權限、用戶、用戶組，依次使用chmod, chown, chgrp命令修改；
1）更改文件權限：chmod，兩種方式——數字或符號；
對於符號，chmod u/g/o/a +/-/= r/w/x 文件或目錄；其中u表示user，g表示group，o表示others，a表示all；(注意：用戶、操作符、權限必須要連起來寫)
對於數字，chmod [-R] xyz 文件或目錄，-R表示遞歸，xyz分別由三組權限屬性值對應的數字累加而成，其中r=4,w=2,x=1，如chmod 761 f.txt，就表示f.txt的權限被改成了rwx rw- --x
2）更改文件所有者或組：chown [-R] user:[group] filename
3）更改文件所在組：chgrp [-R] group filename；
chown和chgrp需要在root權限下執行；且上面的user和group既可以是名字也可以是ID10.umask命令與默認權限
umask命令用來設置限制新建文件權限的掩碼。當新文件創建時，其最初的權限由默認權限與umask掩碼共同決定。文件的默認權限是666，即rw-rw-rw-，目錄的默認權限是777，即rwxrwxrwx。而在此基礎之上，umask設置的掩碼將會從以上權限中把相應位置的權限拿走（即刪去指定位的權限）
如umask設置的掩碼爲022，那麼新文件的權限上用戶組和其他用戶的write權限就會被拿走，也就是文件權限變成了644，即rw-r-r-，而新建文件夾的權限也變成了rwxr-xr-x，即755.
再umask設置的掩碼爲245，即分別拿走屬主、用戶組、其他用戶的寫、讀、讀和執行權限，也就是說新建文件權限變成r---w--w-，即422，而文件夾的權限變成了r-x-wx--w-，即532.
綜上，umask掩碼的作用即是“拿走”相應位置上的權限（如果有的話——總之，這個位置沒有權限了。）
umask語法：
umask，顯示當前權限掩碼，如0245；umask -S，以符號方式顯示當前權限掩碼，如u=rx,g=wx,o=w
(數字表示的是刪掉的權限，符號表示的是剩下的權限)11.進程概念（進程的信息不考、開始和結束進程不考）
進程是一個任務，是一個正在執行的程序實例。它由執行程序、它的當前值、狀態信息以及通過操作系統管理此進程執行情況的資源組成；
從更小的角度看，進程是由一個地址空間和在這個地址空間內執行的一個或多個線程，以及這些線程所需要的系統資源組成；
所有的進程都是由其他進程啓動的（除了init，它是由Linux內核啓動的），這是一個樹層次結構，可以用pstree查看；12.內核和外圍程序構成（要理解）
shell是用戶和操作系統的接口；
二、命令
1.重定向和管道（重點；還有，用shell怎麼實現重定向？；管道要理解）
1）重定向：Linux重定向是指修改原來默認的一些東西，對原來系統命令的默認執行方式進行改變，比如說將原本會在顯示器上顯示的輸出輸出到某一文件中。
I/O重定向通常與FD（File Descriptor）有關，shell的FD通常爲10個，即0-9，常用的有三個，0（stdin，標準輸入）、1（stdout，標準輸出）、2（stderr，標準錯誤輸出），默認與keyborad、monitor有關；
用<來改變讀進的數據信道（stdin），使之從指定的檔案讀進；用>來改變送出的數據信道（stdout,stderr），使之輸出到指定的檔案；
0是<的默認值，因此<與0<是一樣的；同理，>與1>是一樣的；
在IO重定向中，stdout與stderr的管道會先準備好，纔會從stdin讀進資料；
基本IO：
cmd > file 把stdout重定向到file文件中；
cmd > > file 把stdout重定向到file文件中（追加）；
cmd 1> file 把stdout重定向到file文件中；
cmd > file 2>&1 把stdout與stderr一起重定向到file文件中；
cmd 2> file 把stderr重定向到file文件中；
cmd 2>> file 把stderr重定向到file文件中（追加）；
cmd >> file 2>&1 把stdout與stderr一起重定向到file文件中（追加）；
cmd < file >file2：cmd命令以file文件作爲stdin，以file2文件作爲stdout；
cat <> file 以讀寫的方式打開file；
cmd < file：命令以file文件作爲stdin；
cmd << delimiter Here document，從stdin中讀入，直到遇到delimiter分界符；2）管道： 管道"|"（pipe line）：上一個命令的stdout接到下一個命令的stdin；
一個進程的輸出作爲另一個進程的輸入；
例如：ls | wc -l ; ls | grep 'txt'; 2.PATH環境變量：echo/env/set要知道
1）概念：環境變量是在操作系統中一個具有特定名字的對象，它 包含了一個或者多個應用程序所將使用到的信息。環境變量相對於給系統或用戶應用程序設置的一些變量。比如在Windows或DOS操作系統中的path變量，當要求系統運行一個程序而沒有告訴它程序所在的完整路徑時，系統除了在當前目錄下面尋找此程序外，還應到path中指定的路徑去找；2）命令——查看和設置環境變量：
echo：使用echo查看單個環境變量，如：echo $PATH，輸出：
/usr/local/bin:/usr/local/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/bin:/sbin
env：使用env查看所有環境變量
set：使用set查看所有本地定義的環境變量（看起來像是一個個函數）
shell中：在shell中使用【export 變量名=$環境變量名】，可以自定義shell變量，它的值就是環境變量的值。該變量只在當前的shell或其子shell中有效，shell關閉了，變量也就失效了，例如：
code:
#!/bin/bash
pa=$PATH
echo "path=$pa"
execute,輸出:path=/usr/local/bin:/usr/local/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/bin:/sbin3.三個神器——find、sed、grep（基本概念知道就行，sed後面是正則表達式，大概是幹嘛的，grep是幹嘛的）、正則表達式不考
1）find：用來在指定目錄下查找文件，參數是查找文件的起始目錄，根據文件或正則表達式進行匹配；
具體參照：https://man.linuxde.net/find
2）sed：流編輯器，處理時，把當前處理的行存儲在臨時緩衝區中，稱爲“模式空間”（pattern space），接着用sed命令處理緩衝區的內容，然後輸出到屏幕，接着處理下一行，直到文件末尾；文件的內容並未改變，除非使用重定向存儲輸出；sed主要用於自動編輯一個或多個文件；簡化對文件的反覆操作；編寫轉換程序等；
具體參照：https://man.linuxde.net/sed
3）grep：global search regular expression(RE) and print out the line，全面搜索正則表達式並把行打印出來，是一種強大的文本搜索工具，它能使用正則表達式搜索文件，並把匹配的行打印出來；
常見用法：在文件中搜索一個單詞，命令會返回一個包含“match_pattern”的文本行：
grep match_pattern file_name / grep “match_pattern” file_name
也可以使用管道，cat file_name | grep “match_pattern”，cat的參數也可以是一串字符串，這樣後面的grep就是在這個字符串中尋找匹配；
參照：http://man.linuxde.net/grep
三、shell編程（一定要掌握，有編程題）
A command interpreter and programming environment.
shell是用戶與操作系統之間的接口；
1.shell不同的類型（瞭解）
2.執行腳本的方法：三種，要看！
如腳本x.sh
1）作爲可執行程序：
chmod +x ./x.sh 使腳本具有可執行權限
./x.sh 執行腳本
2）作爲解釋器參數
sh x.sh 或 /bin/sh x.sh
注：這種方式不需要在腳本第一行指定解釋器參數，即#!/bin/bash
3）source x.sh 或 . x.sh3.用戶變量、環境變量（不單獨考，可能有path和home）：參數變量和內部變量要知道
用戶變量：shell中自定義的變量
環境變量：操作系統變量，爲OS或應用程序服務，如$PATH；shell也可以自定義；
參數變量：運行shell時傳入的參數，以及額外產生的一些變量
內部變量：shell中的用戶變量只能在當前shell中使用，即內部變量，而不能被shell運行的其他命令或shell程序使用，此時使用export命令可以將局部變量/內部變量編程全局變量（也可以稱爲環境變量，在shell運行結束後失效）；
三種定義全局變量/環境變量的方式：
1）export name=value
2）name=value;export name
3）declare -x name=value4.read shell不會考怎麼用、引號的用法要清楚
1）shell中的引號：
單引號：單引號中的任何字符都會原樣輸出，轉義失敗，變量也是無效的；
雙引號：裏面可以有變量，也可以出現轉義字符（即$ `` \將分別被bash解釋）
2）shell用戶變量：
字符串：${#name}得到長度；${name:2:3}從第三個字符開始提取三個字符；`expr index "${name}" objectStr`在name中查找objectStr子字符串；x\
數組：
#!/bin/bash
array=(v0 v1 v2 "v3")
array[1000]="m_number"
#print all elements
echo ${array[@]}
echo ${array[*]}
#print array length
echo ${#array[@]}
echo ${#array[*]}
#print a element
echo ${array[1000]}
#print length of a element
echo ${#array[2]} 輸出： [zfh@localhost ss]$ ./x.sh
v0 v1 v2 v3 m_number
v0 v1 v2 v3 m_number
5
5
m_number
2
3）運算符：
算術運算 `expr $a + $b ` (+、-、\* 、/ 、%)
條件表達式：用方括號[]包含在內，兩端需要留空格；如
[ $a == $b ]
關係運算：[ $a -gt $b ] （-eq -gt -ne -lg -ge -le）
布爾運算：[ !false ]、[ true -o false]、 [true -a true]
邏輯運算：[[ true && false ]]、 [ true || false ]
字符串運算：[ $a = $b ](!= -z -n)，還有[ $a ]檢測字符串a是否爲空
文件測試運算：[ -b $file ]是否爲塊設備文件（-c, -d, -f, -p, -r , -w, -x, -s, -e）
注：test命令可以起到和方括號類似的作用，如test $a -eq $b
4）echo命令
read命令：讀取輸入；
read選項：-p表示後面的輸出提示字符，不會換行；-n後面的數字表示輸入的字符長度限制；-t限時，-s隱藏輸入內容；5.要看的：參數、條件、case循環、雜項命令（break、continue、exit….）、函數（好像不考，建議一看）、算術擴展和參數擴展（好好看一看）
1）if、for、while、util、case
注意：
let "x++"命令，是bash中用於計算的工具，使用變量不需要$
read命令：如read FILM，讀取鍵盤輸入並命名爲FILM變量
2）shell函數：稍微看了一遍
3）shell文件包含：包含外部的腳本用於封裝公用的代碼
. filename #注意點號和filename之間有一個空格
或者：source filename
4）雜項命令：
參照：http://blog.163.com/bobile45@126/blog/static/96061992201311712658570/
exit n：以退出碼n退出腳本運行；即在exit位置退出當前shell，退出碼爲n，退出後可以使用$?來獲得上一個命令的退出碼。退出碼：0表示成功，非0表示失敗，2表示用法不當，127表示命令沒有找到，126表示不是可執行的，>=128信號產生；
export：定義環境變量（參照上面三種定義環境變量的方式）；在一個腳本定義了環境變量後，如果在另一個腳本中運行這個腳本，那麼兩個腳本都可以使用這個被定義的環境變量，直至腳本運行結束；
set：爲shell設置參數變量（目前看只能set value，然後$1的值就會變成value）
unset：從環境中刪除變量或函數（如unset name，那麼字符串變量name就被刪除了）
trap：trap "command" exit；退出時執行command命令
":"：冒號，空命令
"."：點號或source：在當前shell中執行命令——如執行其他腳本，比如在x.sh中寫source test.sh，就會在執行到這一行的時候去執行test.sh腳本；
5）捕獲命令輸出：即執行命令，然後通過shell去獲得命令執行的結果
$(command) 或 `command`
如：echo $(ls) 或 echo `ls`
6）算術擴展——即shell算術運算和條件判斷的另一種寫法
$((...))
如：x=$(($x+1))，等價於高級語言裏的x++
又如：(( $x>= 2 )),等價於[ $x -ge 2 ]
注意：雙層括號與方括號不一樣之處在於中間不需要空格來分割；此外，下面這個示例也可以用`expr ...`的形式；
7）參數擴展——即針對參數進行一些操作
參數擴展 描述
${param:-default} 如果param爲空，就設置它爲default的值
${#param} 給出param的長度
${param%word} 從param的尾部開始刪除與word匹配的最小部分，然後返回剩餘部分
${param%%word} 從param的尾部開始刪除與word匹配的最長部分，然後返回剩餘部分
${param#word} 從param的頭部開始刪除與word匹配的最小部分，然後返回剩餘部分
${param##word} 從param的頭部開始刪除與word匹配的最長部分，然後返回剩餘部分
8）即時文檔——輸入輸出重定向的一種，理解爲將shell中的變量作爲命令的輸入;
command << delimiter
document
delimiter
例如：
#!/bin/bash
cat >> file.txt << !fs!
Hello, this is a here document.
!fs!
它將中間的文本作爲cat命令的輸入，然後將cat命令的輸出重定向到了file.txt中；總結一下，概括來說呢，可以把Linux的命令都看成是shell的內容（因爲它們都可以在shell裏面使用），然後通過輸入輸出重定向、函數、流程控制等等使得shell變成了一個編程語言；
四、程序部分
1.編程題——記得要看作業
2.文件系統的編程——先了解文件系統，再看這裏的編程
3.基本概念瞭解：c庫在用戶態
4.gcc gdb（gdb不考）
5.編譯鏈接的過程（看一下，具體的過程不會考）
其他：
預處理；
爲什麼要鏈接？
靜態庫與動態庫、靜態鏈接方式與動態鏈接方式
6.gcc的參數（看一下）、擴展名不看
1） gcc -c 編譯
gcc 鏈接 或 編譯+鏈接
g++ （C++對應的命令，其實是換了前端）
2）gcc [options] [filename]
-E：預處理
-S：預處理+編譯
-c：預處理+編譯+彙編（不鏈接）
-o output_file：指定輸出文件名
-g：調用調試工具必須的符號信息
-O/On：在程序編譯、鏈接過程中進行優化處理
-Wall：顯示所有的警告信息
-Idir：指定額外的頭文件搜索路徑（這裏是i的大寫）
-Ldir：指定額外的庫文件搜索路徑（這裏是L的大寫）
-lname：鏈接時搜索指定的庫文件（這裏是L的小寫）
-DMACRO[=DEFN]：定義MACRO宏
補充：
創建靜態庫（.a）：g++ -c StaticMath.cpp，生成目標文件StaticMath.o，然後ar打包ar -crv libstaticmath.a StaticMath.o，這樣就生成了靜態庫libstaticmath.a
創建動態庫(（.so）：g++ -fPIC -c DynamicMath.cpp生成目標文件，然後g++ -shared -o libdynmath.so，這樣就生成了動態庫libdynmath.so，注意Linux動態庫是libxxx.so形式；7.Makefile（原理，給一個Makefile要能看得懂）
1）makefile描述模塊間的依賴關係，定義了整個工程的編譯規則，實現了自動化編譯（make命令執行Makefile腳本）
make命令根據makefile對程序進行管理和維護；make判斷被維護文件的時序關係；
參照：https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886/
2）makefile語法：
target ... : prerequisites...
command
.....
target是目標文件，可以是Object file，也可以是可執行文件；prerequisites是生成target所需要的文件（源文件、目標文件、頭文件）；command是make要執行的命令，就是使用上面的prerequisites文件生成target的。
實際上就是文件之間的依賴關係，target這一個或多個目標文件依賴於prerequisites中的文件，其中生成規則在command中。說白一點就是：prerequisites中如果有一個以上的文件比target文件要新的話，command所定義的命令就會被執行；
舉例：
hello : main.o kbd.o
gcc -o hello main.o kbd.o
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
clean :
rm edit main.o kbd.o
注意：command之前是一個Tab鍵；8.多目標（不考）、使用函數（不考）、軟件設計原則（不考）
9.GCC編譯器爲啥要分前端後端？
如下圖，將編譯器分爲前端和後端，前端的功能在於產生一個可以讓後端處理的語法樹，後端翻譯語法樹成爲GCC的暫存器轉換語言（RTL），這樣使得前後端獨立，使得後端無須考慮多種源語言和目標語言而專注於其他工作，消除了重複開發的工作量，提高了編譯系統的開發效率；
五、程序部分2——文件系統
1.文件、文件系統
文件：文件是可以讀寫、包含類型和權限的對象；
文件系統：組織文件的方式；文件和某些屬性的集合。 它爲引用這些文件的文件序列號提供了一個名稱空間。
文件系統的多種含義：
- 一種特定的文件格式
- 按特定格式進行了“格式化”的存儲介質
- 操作系統（通常在內核中）用來管理文件系統以及對文件進行操作的機制及其實現——這是本章的主要話題；
2.文件類型–參照第一部分基礎6
Linux文件結構：字節流
3.VFS：作用、功能，會在內核產生四種對象：vfs對象的具體含義
1）VFS的作用和功能：
- 爲各類文件系統提供了一個統一的操作界面和應用編程接口
- 文件的統一管理與抽象都由VFS實現
- VFS將用戶的文件操作轉換爲對應的驅動級別的操作（即統一的系統調用轉換爲各自驅動級別的操作）
2）VFS模型：
打開一個文件後，VFS會在內存中創建4個對象
- 超級塊：用於描述當前的文件系統
- 索引節點對象（inode）：用於唯一標識文件
- 文件對象：代表一個打開的文件，進程相關
- 目錄項：用於描述文件的目錄關係
4.硬軟鏈接（重點）
可參照：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-hardandsymb-links/index.html，也可以參照第一章的第8小節
硬鏈接：不同的文件名對應同一個inode，不能跨越文件系統，對應系統調用link
軟鏈接：存儲被鏈接文件的文件名與路徑，可跨越文件系統，對應系統調用symlink5.系統調用和庫函數的區別，如：open和fopen怎麼用，區別是什麼
系統調用和庫函數都以C函數的形式出現；
1）系統調用：
- Linux內核的對外接口
- 用戶程序與內核之間的唯一接口
- 提供最小接口
2）庫函數
- 依賴於系統調用
- 提供較複雜功能
例如標準I/O庫
3）基本I/O系統調用
open/create，close，read，write，lseek
dup/dup2
fcntl
ioctl
系統調用函數參照：https://blog.csdn.net/yuan892173701/article/details/8687590
6.文件描述符的類型、含義
在Linux系統中，打開文件就會獲得文件描述符，它是：一個很小的非負整數int fd
Linux內核在打開文件時分配一個文件對象，文件描述符指向內核中的文件描述符表元素，此元素再指向文件對象；
每個進程啓動後至少分配3個文件描述符：標準輸入、標準輸出、標準錯誤，文件描述符依次爲0,1,2，定義與unistd.h。
基本步驟：open -> read/write -> [lseek] -> close7.標準I/O庫函數（PPT32-57，之後是高級系統調用，目錄有關的函數）
1）文件流
流與FILE結構：FILE* fp；預定義的指針：stdin,stdout,stderr；
緩衝I/O：三種類型——全緩衝、行緩衝、無緩衝
2）標準I/O函數
流open/close
流read/write
- 每次一個字符的I/O
- 讀取一個字符
- 輸出一個字符
- 每次一行的I/O
- 讀一行（從流——即文件）
- 輸出一行至流（文件）
- 直接I/O（二進制I/O）
- fread和fwrite——不懂誒
- 格式化I/O
- scanf、fscanf、sscanf
- printf、fprintf、sprintf
流復位
- fseek、ftell、rewind
- fgetpos、fsetpos
流刷新
- 刷新文件流。把流裏的數據立刻寫入文件
#include <stdio.h>
int fflush(FILE *stream)；8.文件系統編程的函數
比如用c寫重定向要知道調用什麼函數；fcntl大概瞭解、知道標誌位就好；ioctl不考，和驅動相關直接調用驅動代碼
9.緩存I/O的三種模式：
- 全緩存：由庫函數提供緩存，刷新時才寫入
- 行緩存：完成一行後寫入
- 無緩存
10.文件鎖
鎖起的作用：
- 幾個進程同時操作一個文件
文件鎖的分類：
- 記錄鎖
- 勸告鎖：檢查，加鎖有應用程序自己控制
- 強制鎖：檢查，加鎖由內核控制；影響open() read() write()等系統調用
- 共享鎖
- 排他鎖
fcntl記錄鎖——即fcntl來進行鎖相關的操作
- 用於記錄鎖的fcntl函數原型
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock)
flock是一個struct，裏面保存了鎖的類型、鎖開始的位移、鎖的字節長度、阻塞鎖的進度PID
cmd參數：F_GETLK獲得鎖信息；F_SETLK設置鎖信息；F_SETLKW同設置鎖信息，wait方式；11.安全性：防護等級大概知道每一級保護到什麼程序、緩衝區溢出會考（讀代碼、找溢出）
六、內核
1.內核主要功能、一般不考編譯內核的細節
操作系統是一系列程序的集合，其中最重要的部分構成了內核
單內核/微內核：
- 單內核是一個很大的進程，內部可以分爲若干模塊，運行時是一個獨立的二進制的文件，模塊間通訊通過直接調用函數實現；
- 微內核中大部分內核作爲獨立的進程在特權下運行，通過消息傳遞進行通訊；
Linux內核的能力：
- 內存管理，文件系統，進程管理，多線程支持，搶佔式，多處理器支持
2.驅動
- 許多常見驅動的源代碼集中在內核源碼中
- 也有第三方開發的驅動，可以單獨編譯成模塊.ko
- 編譯需要內核頭文件的支持
此外，所有驅動需要以內核態運行開發驅動的注意事項：
- 不能使用c庫來開發驅動程序
- 沒有內存保護機制（內核態）
- 小內核棧
- 併發上的考慮（大量線程隨機運行時驅動的運行情況是否正確）模塊之間的通訊：
- 模塊是爲了完成某種特定任務而設計的，其功能比較的單一，爲了豐富系統的功能，所以模塊之間常常進行通信。其之間可以共享變量，數據結構，也已調用對方提供的功能函數；
模塊相關命令：
- 底層命令
- insmod //加載模塊
- rmmod //卸載模塊
- 高層命令
- modprobe
- modprobe -r //釋放模塊
- moddep //查詢模塊依賴的所有其他模塊
- lsmod //列出已經裝載的模塊列表
- modinfo //顯示模塊信息
3.BootLoader Linux要看、初始化不要、用戶態內核態的區別
用戶態與內核態：
當一個任務（進程）執行系統調用而陷入內核代碼中執行時，我們就稱進程處於內核運行態（簡稱內核態）。此時處理器處於特權級最高的0級（x86的特權級分爲4級，0級最高，3級最低）。當進程處於內核態時，執行的內核代碼會使用當前進程的內核棧。每個進程都有自己的內核棧。
當進程執行用戶自己的代碼時，處於用戶態，特權級爲3.進入內核態：
- 系統調用
- 中斷處理
- 異常
第二部分 系統調用與C庫I/O函數
FD：file descriptor，一個很小的正整數，打開文件時獲得
在unistd.h中，有STDIN_FILENO（0），STDOUT_FILENO（1），STDERR_FILENO（2）；
一、系統調用
1.open/creat
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags)
int open(const char *pathname, int falgs, mode_t mode)
int creat(const char *pathname, mode_t mode)
(return: a new file descriptor if success; -1 if failure)
參數 "falgs"
- flags：文件權限
- O_RDONLY，O_WRONLY，O_RDWR，即只讀、只寫、讀/寫；還有O_CREAT表示如果不存在即創建文件；O_APPEND追加模式，O_TRUNC，O_EXCL
- creat函數等價於open使用O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC
參數"mode"
- 用於創建新文件的時指定權限2.close函數
關閉一個文件描述符
#include <unistd.h>
int close(int fd);
(return 0 if success, -1 if failure)3.read/write函數
#include <unistd.h>
ssized_t read(int fd, void *buf, size_t count)——即從fd對應的文件中讀count個字節的數據到buf數組裏；
(返回讀到的字節數，若已到文件尾爲0，若出錯爲1)
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count)——即從buf數組中讀count個字節的數據寫到fd對應的文件中；
(若成功返回已寫的字節數，若出錯爲-1)4.dup/dup2——複製文件描述符
#include <unistd.h>
int dup(int oldfd)
int dup2(int oldfd, int newfd)
(return: the new file descriptor if success; -1 if failure)
作用：例如重定向，參照試卷shell重定向的實現5.fcntl——文件控制
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd)
int fcntl(int fd, int cmd, long arg)
int fcntl(ing fd, int cmd, struct flock *lock)——操作鎖
（返回值：若成功依賴於cmd，若出錯返回-1）
cmd參數：
F_DUPFD：複製文件描述符
F_GETFD/F_SETFD
F_GETFL/F_SETFL：獲得/設置FD flags，即權限
F_GETOWN/F_SETOWN
F_GETLK/F_SETLK/F_SETLKW：獲得/設置文件鎖，W表示等待二、標準I/O庫函數——全部位於#include
1.文件流（FILE *）
FILE* fp;
緩衝IO：全緩衝、行緩衝、無緩衝
2.標準I/O庫函數
都是針對流，即FILE*結構進行的操作；
1）open/close
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode)
int fclose(FILE *stream)
mode參數：r, w, a, r+, w+, a+分別表示讀、寫、追加、讀和寫、讀寫創建、讀追加創建2）read/write
每次一個字符的I/O
int getc(File * fp)
int fgetc(File *fp)
int getchar(void)
返回值時字符轉換的int，EOF（end of file，用feof(char)來判斷），error（ferror(char)判斷）
int putc(int c, File *fp)
int fputc(int c,File *fp)
int putchar(int c)
返回char如果成功，失敗返回-1
每次一行的I/O——從流中讀size放到數組中，或把數組寫到流中
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream)
讀最多size-1個字符，第size爲換行（\0），或EOF
int fputs(const char *s, FILE *stream)
直接I/O（二進制I/O）
fread和fwrite
格式化I/O
scanf, fscanf,sscanf
printf, fprintf, sprintf3）流復位4）流刷新
刷新文件流。把流裏的數據立即寫入文件
int fflush(FILE *stream)
5）流與文件描述符的相互轉換
int fileno(FILE *fp) ——確定流使用的底層文件描述符
FILE *fdopen(int fd)——根據已打開的文件描述符創建一個流三、高級系統調用——位於#include
1.權限函數
#include <unistd.h>
int access(const char *pathname, int mode)返回0成功，-1失敗
mode:R_OK，W_OK，X_OK，F_OK2.chmod/fchmod函數——改變文件權限
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int chmod(const char *path, mode_t mode)
int fchmod(int fildes, mode_t mode)
(return 0 if success, -1 if failure)3.chown/fchown/lchown函數——改變文件屬主和用戶組
#include <sys/types.h>
#inculde <unistd.h>
int chown(const char *path, uid_t owner, gid_t group)
int fchown(int fd, uid_owner, gid_t group)
int lchown(const char *path, uid_t owner, gid_t group)
``
4.link/unlink函數
創建文件的鏈接：
#include <unistd.h>
int link(const char *oldpath, const char *newpath)——對應了硬鏈接
刪除一個名詞，以及它可能引用的名稱：
int unlink(const char *pathname)5.symlink/readlink函數
創建新鏈接（包含了oldpath的新文件）
int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)
讀符號鏈接的值：
int readlink(const char *path, ch)第三部分 編程複習題
卷2014
- 重定向是Linux中的重要機制。試分析其使用方法、應用實例，並簡述實現機制。（15分）
shell中使用<輸入重定向，>輸出重定向。
如：ls -l > x.txt
cat < x.txt
實現機制：使用dup2系統調用實現重定向，如下列程序將標準輸出重定向至文件：2.Linux中文件描述符和文件指針FILE*的區別是什麼？
文件描述符：在Linux系統中打開文件就會獲得文件描述符，它是一個很小的正整數。每個進程在PCB（process control block）中保存着一份文件描述符表，文件描述符就是這個表的索引，每個表項都有一個指向已打開文件的指針；
文件指針FILE*：C語言中使用文件指針FILE*作爲I/O的句柄。文件指針指向進程用戶區的一個被稱爲FILE結構的數據結構.FILE結構包括一個緩衝區和一個文件描述符，而文件描述符是文件描述符表的一個索引，因此某種意義上說文件指針就是句柄的句柄。
3.使用C的庫函數，編寫一個函數void bindiff(char *file1,char *file2,char *fileo)，將文件從file1、file2對應的路徑中讀取並逐字節比對，將相同的字節輸出到fileo對應的文件中。（25分）
#include <stdio.h>
void bindiff(char *file1,char *file2, char * fileo);
int main()
{
bindiff("1.txt","2.txt","3.txt");
}
void bindiff(char *file1,char *file2,char *fileo)
{
FILE *fp1 = 0, *fp2=0, *fp0=0;
char ch1,ch2;
fp1 = fopen(file1, "r");
fp2 = fopen(file2, "r");
fpo = fopen(fileo, "w");
while(1)
{
ch1 = (char)fgetc(fp1);
ch2 = (char)fgetc(fp2);
if(feof(fp1) || feof(fp2))
{
break;
}
if(ch1==ch2)
{
fputc(ch2,fpo);
}
}
fclose(fp1);
fclose(fp2);
fclose(fpo);
}注：使用C庫函數fopen,fgetc,fputc,feof
卷2015
一、選擇題 （5*6=30）
（1）用戶與內核的接口是什麼：系統調用（注意：用戶與操作系統的接口是shell）
（2）刪除文件夾的命令：rmdir
（3）重定向-輸出文件內容：command > file
（4）切換用戶的命令：su
（5）null
二、簡答題（2*10=20）
1、爲什麼Linux引入makefile？和其他腳本的區別？使用makefile編譯系統有哪些？特點？
自動化編譯
2、硬鏈接與軟鏈接的區別？（至少三點）用shell命令和函數如何創建？
這個參考複習內容
三、編程題（15+20+15=50）
1、看代碼，是否有緩衝區溢出？如何改進？
今年應該不考
2、用系統調用實現輸出給定文件夾中所有文件的名字 用空格隔開，並在文件夾及文本文件的輸出後註上“（文件夾）”“（文本文件）”
這個明天看作業，應該就是ls命令
思路：
1）用一個bool數組來填充在命令行中輸入的參數選項，分別接收-a,-l,-R,-i-d；同時使用getopt()函數解析輸入
2）對於輸入的每個文件或目錄，循環執行ls()自定義函數
3）查閱相關資料，可根據st_mode & S_IFMT的結果來判斷文件類型，並根據st_mode中1的位置來判斷文件權限；
3、shell腳本編程，獲得用戶輸入的100個整數，並輸出其最大值，最小值，總和。
#!/bin/bash
i=0
min=10000
max=-10000
while (($i<100))
do
read thisNum
if(($thisNum<=$min))
then
min=$thisNum
fi
if(($thisNum>=$max))
then
max=$thisNum
fi
let i++
done
echo "maxNum:$max"
echo "minNum:$min"