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弥足珍贵的UNIX编程“圣经”
国际知名的UNIX和网络专家Stevens名著新版
深入讲解驱动UNIX和Linux内核的编程接口
帮助程序员写出高效和可靠的代码
20多年来，严谨的C程序员都是依靠一本书来深入了解驱动UNIX 和Linux内核的编程接口的实用知识的，这本书就是W. Richard Stevens所著的《UNIX环境高级编程》。现在，Stevens的同事Stephen Rago更新了这本经典著作。新的第3版支持当今领先的系统平台，反映了近期新技术进展和很好实践，并且符合近期新的Single UNIXSpecification 第4版（SUSv4）。
Rago保留了使本书前版成为经典之作的精髓和方法。他在Stevens原著的基础上，从基础的文件、目录和进程讲起，并给诸如信号处理和终端I/O 之类的优选技术保留较大的篇幅。他还深入讨论了线程和多线程编程、使用套接字接口驱动进程间通信（IPC）等方面的内容。
这一版涵盖了70多个新接口，包括POSIX 异步I/O、旋转锁、屏障（barrier）和POSIX信号量。此外，这一版删除了许多过时的接口，保留了一些广泛使用的接口。书中几乎所有实例都已经在主流的4个平台上测试过，包括Solaris10、Mac OS X 10.6.8（Darwin 10.8.0）、FreeBSD 8.0 和Ubuntu 12.04（基于Linux 3.2）。
与前两版一样，读者仍可以通过实例学习，这些实例包括了1 万多行可下载的ISO C源代码，书中通过简明但完整的程序阐述了400多个系统调用和函数，清楚地说明它们的用法、参数和返回值。为了使读者能融会贯通，书中还提供了几个贯穿整章的案例，每个案例都根据现在的技术环境进行了全面更新。
本书帮助几代程序员写出了可靠、强大、高性能的代码。第3版根据当今主流系统进行更新，更具实用价值。
内容简介
本书是被誉为UNIX编程“圣经”的Advanced Programming in the UNIX Environment一书的第3版。在本书第2版出版后的8年中，UNIX发生了巨大的变化，特别是影响UNIX编程接口的有关标准变化很大。本书在保持前一版风格的基础上，根据新的标准对内容进行了修订和增补，反映了新的技术发展。书中除了介绍UNIX文件和目录、标准I/O库、系统数据文件和信息、进程环境、进程控制、进程关系、信号、线程、线程控制、守护进程、各种I/O、进程间通信、网络IPC、伪终端等方面的内容，还在此基础上介绍了众多应用实例，包括如何创建数据库函数库以及如何与网络打印机通信等。此外，还在附录中给出了函数原型和部分习题的答案。
本书内容权威，概念清晰，阐述精辟，对于所有层次UNIX/Linux程序员都是一本不可或缺的参考书。
目录
目录
Chapter 1. UNIX System Overview / UNIX基础知识 1
1.1 Introduction / 引言 1
1.2 UNIX Architecture / UNIX体系结构 1
1.3 Logging In / 登录 2
1.4 Files and Directories / 文件和目录 4
1.5 Input and Output / 输入和输出 8
1.6 Programs and Processes / 程序和进程 10
1.7 Error Handling / 出错处理 14
1.8 User Identification / 用户标识 16
1.9 Signals / 信号 18
1.10 Time Values / 时间值 20
1.11 System Calls and Library Functions / 系统调用和库函数 21
1.12 Summary / 小结 23
Exercises / 习题 24
Chapter 2. UNIX Standardization and Implementations / UNIX标准及实现 25
2.1 Introduction / 引言 25
2.2 UNIX Standardization / UNIX标准化 25
2.2.1 ISO C 25
2.2.2 IEEE POSIX 26
2.2.3 The Single UNIX Specification 30
2.2.4 FIPS 32
2.3 UNIX System Implementations / UNIX系统实现 33
2.3.1 UNIX System V Release 4 / SVR4 33
2.3.2 4.4BSD 34
2.3.3 FreeBSD 34
2.3.4 Linux 35
2.3.5 Mac OS X 35
2.3.6 Solaris 35
2.3.7 Other UNIX Systems / 其他UNIX系统 35
2.4 Relationship of Standards and Implementations / 标准和实现的关系 36
2.5 Limits / 36
2.5.1 ISO C Limits / ISO C 37
2.5.2 POSIX Limits / POSIX 38
2.5.3 XSI Limits / XSI 41
2.5.4 sysconf, pathconf, and fpathconf Functions / 函数sysconf、pathconf和fpathconf 42
2.5.5 Indeterminate Runtime Limits / 不确定的运行时 49
2.6 Options / 选项 53
2.7 Feature Test Macros / 功能测试宏 57
2.8 Primitive System Data Types / 基本系统数据类型 58
2.9 Differences Between Standards / 标准之间的冲突 58
2.10 Summary / 小结 60
Exercises / 习题 60
Chapter 3. File I/O / 文件I/O 61
3.1 Introduction / 引言 61
3.2 File Descriptors / 文件描述符 61
3.3 open and openat Functions / 函数open和openat 62
3.4 creat Function / 函数creat 66
3.5 close Function / 函数close 66
3.6 lseek Function / 函数lseek 66
3.7 read Function / 函数read 71
3.8 write Function / 函数write 72
3.9 I/O Efficiency / I/O的效率 72
3.10 File Sharing / 文件共享 74
3.11 Atomic Operations / 原子操作 77
3.12 dup and dup2 Functions / 函数dup和dup2 79
3.13 sync, fsync, and fdatasync Functions / 函数sync、fsync和fdatasync 81
3.14 fcntl Function / 函数fcntl 82
3.15 ioctl Function / 函数ioctl 87
3.16 /dev/fd 88
3.17 Summary / 小结 90
Exercises / 习题 90
Chapter 4. Files and Directories / 文件和目录 93
4.1 Introduction / 引言 93
4.2 stat, fstat, fstatat, and lstat Functions / 函数stat、fstat、fstatat和lstat 93
4.3 File Types / 文件类型 95
4.4 Set-User-ID and Set-Group-ID / 设置用户ID和设置组ID 98
4.5 File Access Permissions / 文件访问权限 99
4.6 Ownership of New Files and Directories / 新文件和目录的所有权 101
4.7 access and faccessat Functions / 函数access和faccessat 102
4.8 umask Function / 函数umask 104
4.9 chmod, fchmod, and fchmodat Functions / 函数chmod、fchmod和fchmodat 106
4.10 Sticky Bit / 粘着位 108
4.11 chown, fchown, fchownat, and lchown Functions / 函数chown、fchown、fchownat和lchown 109
4.12 File Size / 文件长度 111
4.13 File Truncation / 文件截断 112
4.14 File Systems / 文件系统 113
4.15 link, linkat, unlink, unlinkat, and remove Functions / 函数link、linkat、unlink、unlinkat和remove 116
4.16 rename and renameat Functions / 函数rename和renameat 119
4.17 Symbolic Links / 符号链接 120
4.18 Creating and Reading Symbolic Links / 创建和读取符号链接 123
4.19 File Times / 文件的时间 124
4.20 futimens, utimensat, and utimes Functions / 函数futimens、utimensat和utimes 126
4.21 mkdir, mkdirat, and rmdir Functions / 函数mkdir、mkdirat和rmdir 129
4.22 Reading Directories / 读目录 130
4.23 chdir, fchdir, and getcwd Functions / 函数chdir、fchdir和getcwd 135
4.24 Device Special Files / 设备特殊文件 137
4.25 Summary of File Access Permission Bits / 文件访问权限位小结 140
4.26 Summary / 小结 140
Exercises / 习题 141
Chapter 5. Standard I/O Library / 标准I/O库 143
5.1 Introduction / 引言 143
5.2 Streams and FILE Objects / 流和FILE对象 143
5.3 Standard Input, Standard Output, and Standard Error / 标准输入、标准输出和标准错误 145
5.4 Buffering / 缓冲 145
5.5 Opening a Stream / 打开流 148
5.6 Reading and Writing a Stream / 读和写流 150
5.7 Line-at-a-Time I/O / 每次一行I/O 152
5.8 Standard I/O Efficiency / 标准I/O的效率 153
5.9 Binary I/O / 二进制I/O 156
5.10 Positioning a Stream / 定位流 157
5.11 Formatted I/O / 格式化I/O 159
5.12 Implementation Details / 实现细节 164
5.13 Temporary Files / 临时文件 167
5.14 Memory Streams / 内存流 171
5.15 Alternatives to Standard I/O / 标准I/O的替代软件 174
5.16 Summary / 小结 175
Exercises / 习题 175
Chapter 6. System Data Files and Information / 系统数据文件和信息 177
6.1 Introduction / 引言 177
6.2 Password File / 口令文件 177
6.3 Shadow Passwords / 阴影口令 181
6.4 Group File / 组文件 182
6.5 Supplementary Group IDs / 附属组ID 183
6.6 Implementation Differences / 实现区别 184
6.7 Other Data Files / 其他数据文件 185
6.8 Login Accounting / 登录账户记录 186
6.9 System Identification / 系统标识 187
6.10 Time and Date Routines / 时间和日期例程 189
6.11 Summary / 小结 196
Exercises / 习题 196
Chapter 7. Process Environment / 进程环境 197
7.1 Introduction / 引言 197
7.2 main Function / main函数 197
7.3 Process Termination / 进程终止 198
7.4 Command-Line Arguments / 命令行参数 203
7.5 Environment List / 环境表 203
7.6 Memory Layout of a C Program / C程序的存储空间布局 204
7.7 Shared Libraries / 共享库 206
7.8 Memory Allocation / 存储空间分配 207
7.9 Environment Variables / 环境变量 210
7.10 setjmp and longjmp Functions / 函数setjmp和longjmp 213
7.11 getrlimit and setrlimit Functions / 函数getrlimit和setrlimit 220
7.12 Summary / 小结 225
Exercises / 习题 226
Chapter 8. Process Control / 进程控制 227
8.1 Introduction / 引言 227
8.2 Process Identifiers / 进程标识 227
8.3 fork Function / 函数fork 229
8.4 vfork Function / 函数vfork 234
8.5 exit Functions / 函数exit 236
8.6 wait and waitpid Functions / 函数wait和waitpid 238
8.7 waitid Function / 函数waitid 244
8.8 wait3 and wait4 Functions / 函数wait3和wait4 245
8.9 Race Conditions / 竞争条件 245
8.10 exec Functions / 函数exec 249
8.11 Changing User IDs and Group IDs / 更改用户ID和更改组ID 255
8.12 Interpreter Files / 解释器文件 260
8.13 system Function / 函数system 264
8.14 Process Accounting / 进程会计 269
8.15 User Identification / 用户标识 275
8.16 Process Scheduling / 进程调度 276
8.17 Process Times / 进程时间 280
8.18 Summary / 小结 282
Exercises / 习题 283
Chapter 9. Process Relationships / 进程关系 285
9.1 Introduction / 引言 285
9.2 Terminal Logins / 终端登录 285
9.3 Network Logins / 网络登录 290
9.4 Process Groups / 进程组 293
9.5 Sessions / 会话 295
9.6 Controlling Terminal / 控制终端 296
9.7 tcgetpgrp, tcsetpgrp, and tcgetsid Functions / 函数tcgetpgrp、tcsetpgrp和tcgetsid 298
9.8 Job Control / 作业控制 299
9.9 Shell Execution of Programs / Shell执行程序 303
9.10 Orphaned Process Groups / 孤儿进程组 307
9.11 FreeBSD Implementation / FreeBSD实现 310
9.12 Summary / 小结 312
Exercises / 习题 312
Chapter 10. Signals / 信号 313
10.1 Introduction / 引言 313
10.2 Signal Concepts / 信号概念 313
10.3 signal Function / 函数signal 323
10.4 Unreliable Signals / 不可靠的信号 326
10.5 Interrupted System Calls / 中断的系统调用 327
10.6 Reentrant Functions / 可重入函数 330
10.7 SIGCLD Semantics / SIGCLD语义 332
10.8 Reliable-Signal Terminology and Semantics / 可靠信号术语和语义 335
10.9 kill and raise Functions / 函数kill和raise 336
10.10 alarm and pause Functions / 函数alarm和pause 338
10.11 Signal Sets / 信号集 344
10.12 sigprocmask Function / 函数sigprocmask 346
10.13 sigpending Function / 函数sigpending 347
10.14 sigaction Function / 函数sigaction 349
10.15 sigsetjmp and siglongjmp Functions / 函数sigsetjmp和siglongjmp 355
10.16 sigsuspend Function / 函数sigsuspend 359
10.17 abort Function / 函数abort 365
10.18 system Function / 函数system 367
10.19 sleep, nanosleep, and clock_nanosleep Functions / 函数sleep、nanosleep和clock_nanosleep 373
10.20 sigqueue Function / 函数sigqueue 376
10.21 Job-Control Signals / 作业控制信号 377
10.22 Signal Names and Numbers / 信号名和编号 379
10.23 Summary / 小结 381
Exercises / 习题 381
Chapter 11. Threads / 线程 383
11.1 Introduction / 引言 383
11.2 Thread Concepts / 线程概念 383
11.3 Thread Identification / 线程标识 384
11.4 Thread Creation / 线程创建 385
11.5 Thread Termination / 线程终止 388
11.6 Thread Synchronization / 线程同步 397
11.6.1 Mutexes / 互斥量 399
11.6.2 Deadlock Avoidance / 避免死锁 402
11.6.3 pthread_mutex_timedlock Function / 函数pthread_mutex_timedlock 407
11.6.4 Reader-Writer Locks / 读写锁 409
11.6.5 Reader-Writer Locking with Timeouts / 带有超时的读写锁 413
11.6.6 Condition Variables / 条件变量 413
11.6.7 Spin Locks / 自旋锁 417
11.6.8 Barriers / 屏障 418
11.7 Summary / 小结 422
Exercises / 习题 422
Chapter 12. Thread Control / 线程控制 425
12.1 Introduction / 引言 425
12.2 Thread Limits / 线程 425
12.3 Thread Attributes / 线程属性 426
12.4 Synchronization Attributes / 同步属性 430
12.4.1 Mutex Attributes / 互斥量属性 430
12.4.2 Reader-Writer Lock Attributes / 读写锁属性 439
12.4.3 Condition Variable Attributes / 条件变量属性 440
12.4.4 Barrier Attributes / 屏障属性 441
12.5 Reentrancy / 重入 442
12.6 Thread-Specific Data / 线程特定数据 446
12.7 Cancel Options / 取消选项 451
12.8 Threads and Signals / 线程和信号 453
12.9 Threads and fork / 线程和fork 457
12.10 Threads and I/O / 线程和I/O 461
12.11 Summary / 小结 462
Exercises / 习题 462
Chapter 13. Daemon Processes / 守护进程 463
13.1 Introduction / 引言 463
13.2 Daemon Characteristics / 守护进程的特征 463
13.3 Coding Rules / 编程规则 466
13.4 Error Logging / 出错记录 469
13.5 Single-Instance Daemons / 单实例守护进程 473
13.6 Daemon Conventions / 守护进程的惯例 474
13.7 Client-Server Model / 客户进程-服务器进程模型 479
13.8 Summary / 小结 480
Exercises / 习题 480
Chapter 14. Advanced I/O / 高级I/O 481
14.1 Introduction / 引言 481
14.2 Nonblocking I/O / 非阻塞I/O 481
14.3 Record Locking / 记录锁 485
14.4 I/O Multiplexing / I/O多路转接 500
14.4.1 select and pselect Functions / 函数select和pselect 502
14.4.2 poll Function / 函数poll 506
14.5 Asynchronous I/O / 异步I/O 509
14.5.1 System V Asynchronous I/O / System V异步I/O 510
14.5.2 BSD Asynchronous I/O / BSD异步I/O 510
14.5.3 POSIX Asynchronous I/O / POSIX异步I/O 511
14.6 readv and writev Functions / 函数readv和writev 521
14.7 readn and writen Functions / 函数readn和writen 523
14.8 Memory-Mapped I/O / 存储映射I/O 525
14.9 Summary / 小结 531
Exercises / 习题 532
Chapter 15. Interprocess Communication / 进程间通信 533
15.1 Introduction / 引言 533
15.2 Pipes / 管道 534
15.3 popen and pclose Functions / 函数popen和pclose 541
15.4 Coprocesses / 协同进程 548
15.5 FIFOs 552
15.6 XSI IPC 556
15.6.1 Identifiers and Keys / 标识符和键 556
15.6.2 Permission Structure / 权限结构 558
15.6.3 Configuration Limits / 结构 559
15.6.4 Advantages and Disadvantages / 优点和缺点 559
15.7 Message Queues / 消息队列 561
15.8 Semaphores / 信号量 565
15.9 Shared Memory / 共享存储 571
15.10 POSIX Semaphores / POSIX信号量 579
15.11 Client-Server Properties / 客户进程-服务器进程属性 585
15.12 Summary / 小结 587
Exercises / 习题 587
Chapter 16. Network IPC: Sockets / 网络IPC：套接字 589
16.1 Introduction / 引言 589
16.2 Socket Descriptors / 套接字描述符 590
16.3 Addressing / 寻址 593
16.3.1 Byte Ordering / 字节序 593
16.3.2 Address Formats / 地址格式 595
16.3.3 Address Lookup / 地址查询 597
16.3.4 Associating Addresses with Sockets / 将套接字与地址关联 604
16.4 Connection Establishment / 建立连接 605
16.5 Data Transfer / 数据传输 610
16.6 Socket Options / 套接字选项 623
16.7 Out-of-Band Data / 带外数据 626
16.8 Nonblocking and Asynchronous I/O / 非阻塞和异步I/O 627
16.9 Summary / 小结 628
Exercises / 习题 628
Chapter 17. Advanced IPC / 高级进程间通信 629
17.1 Introduction / 引言 629
17.2 UNIX Domain Sockets / UNIX域套接字 629
17.3 Unique Connections / 专享连接 635
17.4 Passing File Descriptors / 传送文件描述符 642
17.5 An Open Server, Version 1 / 打开服务器进程第 1版 653
17.6 An Open Server, Version 2 / 打开服务器进程第 2版 659
17.7 Summary / 小结 669
Exercises / 习题 670
Chapter 18. Terminal I/O / 终端I/O 671
18.1 Introduction / 引言 671
18.2 Overview / 概述 671
18.3 Special Input Characters / 特殊输入字符 678
18.4 Getting and Setting Terminal Attributes / 获得和设置终端属性 683
18.5 Terminal Option Flags / 终端选项标志 683
18.6 stty Command / stty命令 691
18.7 Baud Rate Functions / 波特率函数 692
18.8 Line Control Functions / 行控制函数 693
18.9 Terminal Identification / 终端标识 694
18.10 Canonical Mode / 规范模式 700
18.11 Noncanonical Mode / 非规范模式 703
18.12 Terminal Window Size / 终端窗口大小 710
18.13 termcap, terminfo, and curses / termcap、terminfo和curses 712
18.14 Summary / 小结 713
Exercises / 习题 713
Chapter 19. Pseudo Terminals / 伪终端 715
19.1 Introduction / 引言 715
19.2 Overview / 概述 715
19.3 Opening Pseudo-Terminal Devices / 打开伪终端设备 722
19.4 pty_fork Function / 函数pty_fork 726
19.5 pty Program / pty程序 729
19.6 Using the pty Program / 使用pty程序 733
19.7 Advanced Features / 高级特性 740
19.8 Summary / 小结 741
Exercises / 习题 742
Chapter 20. A Database Library / 数据库函数库 743
20.1 Introduction / 引言 743
20.2 History / 历史 743
20.3 The Library / 函数库 744
20.4 Implementation Overview / 实现概述 746
20.5 Centralized or Decentralized / 集中式还是非集中式 750
20.6 Concurrency / 并发 752
20.7 Building the Library / 构造函数库 753
20.8 Source Code / 源代码 753
20.9 Performance / 性能 781
20.10 Summary / 小结 786
Exercises / 习题 787
Chapter 21. Communicating with a Network Printer / 与网络打印机通信 789
21.1 Introduction / 引言 789
21.2 The Internet Printing Protocol / 网络打印协议 789
21.3 The Hypertext Transfer Protocol / 超文本传输协议HTTP 792
21.4 Printer Spooling / 打印假脱机技术 793
21.5 Source Code / 源代码 795
21.6 Summary / 小结 843
Exercises / 习题 843
Appendix A. Function Prototypes / 函数原型 845
Appendix B. Miscellaneous Source Code / 其他源代码 895
B.1 Our Header File / 本书使用的头文件 895
B.2 Standard Error Routines / 标准出错例程 898
Appendix C. Solutions to Selected Exercises / 部分习题答案 905
Bibliography / 参考书目 947
