《UNIX环境高级编程》笔记--UNIX标准化及实现

1.UNIX标准化

1.1.ISO C

1989 年后期，C程序设计语言的ANSI（American National Standards Institute） 标准X3. 15 9-1989得到批准( ANSI 1989) 。
此标准已被采用为国际 标准 ISO/IEC 9899:1990。
1999年，ISO C给根性为ISO/IEC 9899:1999。
按照ISO C标准定义了各个头文件（header），可将ISO C库分成24个区。下表列出了C标准定义的各个头文件。

1.2.IEEE POSIX

POSIX是一系列由IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）制定的标准，POSIX（Portable Operating System

Interface）是指可移植的操作系统接口。

POSIX标准通常被称为POSIX.1，下面各表总结了POSIX.1指定的必需和可选的头文件。因为POSIX.1包含ISO C标准库函数，所

以还需要ISO C中列出的头文件。

POSIX标准定义的必需的头文件



POSIX标准定义的XSI扩展头文件



POSIX标准定义的可选头文件



POSIX接口可以分为必需接口和可选接口，可选接口按功能又进一步分成50个区，下表总结了没有被弃用的编程接口。

1.3.Single UNIX Specification

Single UNIX Specification（单一UNIX规范）是POSIX.1标准的一个超集，它定义了一些附加的接口，这些接口扩展了POSIX.1

规范所提供的功能。相应的系统接口全集被称为X/open系统接口（XSI，X/Open System Interface）。__XOPEN_UNIX符号常量标识

了XSI扩展的接口。

XSI还定义了必须支持POSIX.1中的哪些可选部分才能认为是遵循XSI的（表中的SUS强制要求），只有遵循XSI的实现才能成为UNIX

系统。

1.4.FIPS

FIPS的含义是联邦信息处理标准（Federal Information Processing Standard），它是由美国政府出版，用于计算机系统的采购，

因为FIPS的影响正逐步减退，所以在本书中不再进一步考虑它。

2.UNIX系统实现

UNIX主要有三个分支：

1.AT&T分支，导出了系统Ⅲ和系统Ⅴ（UNIX商用版本）

2.加州大学伯克利分校分支，导出了4.xBSD实现。

3.AT&T贝尔实验室的计算机科学研究中心开发的UNIX研究版本，导出UNIX分时系统第8,9版以及于1990年发布的最后一版第10版。

UNIX系统主要有：

SVR4：UNIX SystemⅤ release 4.

4.4BSD：加州大学伯克利分校的计算机系统研究组研究开发和分发的。

FreeBSD：加州大学伯克利分校的计算机系统研究组决定终止其在UNIX操作系统的BSD版本上的研发中作后，设立了FreeBSD项目。

LINUX：其实不是UNIX，linux使用的是linux内核，只是提供了UNIX编程环境

Mac OS X：核心操作系统成为Darwin，基于Mach内核和FreeBSD系统的组合。

Solaris：由Sun公司开发的UNIX系统版本。

AIX：IBM版的UNIX。

HP-UX：HP版的UNIX。

IRIX：Silicon Graphics版的UNIX。

Unix Ware：SVR4派生的UNIX系统。

3.限制

UNIX系统实现定义了很多变量和常量，而且每个实现可能都不一样，为了能够促进标准化（有助于软件的可移植性），使用以下两种

类型的限制：

1.编译时限制（例如：短整型最大值是多少？）

2.运行时限制（例如：文件名可以有多少个字符？）

对于上面的2中限制具体是怎么实现的呢：

1.编译是限制（使用头文件）

2.不与文件或目录相关联的运行时限制（使用sysconf函数）

3.与文件或目录相关联的运行时限制（使用pathconf函数和fpathconf函数）

3.1.ISO C限制

ISO C定义的限制都是编译时限制。限制的常量都定义在头文件中，而且在一个系统中不会改变，例如在linux系统的/usr/include/limits.h

文件中定义了ISO C限制。

3.2.POSIX限制

POSIX.1的限制和常量被分成下列5类。

1.不变的最小值，如下图所示：



2.不变值：SSIZE_MAX

3.运行时可以增加的值：CHARCLASS_NAME_MAX，COLL_WEIGHTS_MAX，LINE_MAX，NGROUPS_MAX和RE_DUP_MAX。

4.运行时不变的值（可能不确定）：ARG_MAX，CHILD_MAX，HOST_NAME_MAX，LOGIN_NAME_MAX，OPEN_MAX，PAGE_SIZE，

RE_DUP_MAX，STREAM_MAXS，SYMLOOP_MAX，TTY_NAME_MAX和TZNAME_MAX。

5.路径名可变值（可能不确定）：FILESIZEBITS，LINK_MAX，MAX_CANON，MAX_INPUT，NAME_MAX，PATH_MAX，PIPE_BUFF

和SYMLINK_MAX。

3.3.XSI限制

XSI还定义了处理实现限制的下面几个常量：

1.不变最小值。



2.数值限制：LONG_BIT和WORD_BIT.

3.运行时不变值（可能不确定）：ATEXIT_MAX，IOV_MAX和PAGE_SIZE。

3.4.sysconf函数，pathconf函数和fpathconf函数

这3个函数都是获取运行时限制时取得的。定义如下：

#include <unistd>
long sysconf( int name );
long pathconf( const char *pathname, int name  );
long fpathconf( int fd, int name );

sysconf函数的限制及name参数如下：



pathconf函数和fpathconf函数的限制及name参数如下：



这3个函数返回值代表的含义如下：

1.如果name不在上面的2个表中，则函数返回-1.并将errno设置为EINVAL。

2.有些name返回-1，这表示该值是不确定的，此时并不改变errno的值。

可以使用下面的代码判断函数返回值：

long val;
errno = 0;
if((val = sysconf(name)) < 0){
if(errno != 0){
if(errno == EINVAL){
printf("not supported.\n");
}else{
printf("sysconf error");
}
} else {
printf("no limit\n");
}
}else{
printf("%ld\n",val);
}

4.选项

在介绍POSIX标准是讲到了POSIX的选项（可选接口），如果我们程序与选项相关，需要确定系统是否支持该选项。

XSI定义了3种处理方法：

1.编译时预定义在<unistd.h>中。

2.与文件或目录无关的选项用sysconf函数确定。（name参数前缀_POSIX必须替换为_SC）

3.与文件或目录相关的选项用pathconf或fpathconf函数确定。（name参数前缀_POSIX必须替换为_PC）

如果符号常量未定义，则必须调用sysconf，pathconf或fpathconf以确定相应的选项是否受到支持。

如果该平台定义了符号常量，则有3种可能：

1.如果符号常量定义为-1，那么该平台不支持相应的选项。

2.如果符号常量定义大于0，那么该平台支持相应的选项。

3.如果符号常量定义为0，则必须调用sysconf，pathconf或fpathconf以确定相应的选项是否受到支持。