第1章 历史和标准 1
1.1 UNIX和C语言简史 1
1.2 Linux简史 4
1.2.1 GNU项目 4
1.2.2 Linux内核 5
1.3 标准化 8
1.3.1 C编程语言 8
1.3.2 首个POSIX标准 9
1.3.3 X/Open公司和The Open Group 10
1.3.4 SUSv3和POSIX.1-2001 10
1.3.5 SUSv4和POSIX.1-2008 12
1.3.6 UNIX标准时间表 12
1.3.7 实现标准 14
1.3.8 Linux、标准、Linux标准规范（Linux Standard Base） 14
1.4 总结 15
第2章 基本概念 17
2.1 操作系统的核心——内核 17
2.2 shell 19
2.3 用户和组 20
2.4 单根目录层级、目录、链接及文件 21
2.5 文件I/O模型 23
2.6 程序 24
2.7 进程 25
2.8 内存映射 27
2.9 静态库和共享库 28
2.10 进程间通信及同步 28
2.11 信号 29
2.12 线程 30
2.13 进程组和shell任务控制 30
2.14 会话、控制终端和控制进程 30
2.15 伪终端 31
2.16 日期和时间 31
2.17 客户端服务器架构 32
2.18 实时性 32
2.19 /proc文件系统 33
2.20 总结 33
第3章 系统编程概念 34
3.1 系统调用 34
3.2 库函数 36
3.3 标准C语言函数库；GNU C语言函数库（glibc） 37
3.4 处理来自系统调用和库函数的错误 38
3.5 关于本书示例程序的注意事项 40
3.5.1 命令行选项及参数 40
3.5.2 常用的函数及头文件 40
3.6 可移植性问题 49
3.6.1 特性测试宏 49
3.6.2 系统数据类型 51
3.6.3 其他的可移植性问题 53
3.7 总结 54
3.8 练习 55
第4章 文件I/O：通用的I/O模型 56
4.1 概述 56
4.2 通用I/O 58
4.3 打开一个文件：open（） 58
4.3.1 open（）调用中的flags参数 60
4.3.2 open（）函数的错误 63
4.3.3 creat（）系统调用 64
4.4 读取文件内容：read（） 64
4.5 数据写入文件：write（） 65
4.6 关闭文件：close（） 66
4.7 改变文件偏移量：lseek（） 66
4.8 通用I/O模型以外的操作：ioctl（） 70
4.9 总结 71
4.10 练习 71
第5章 深入探究文件I/O 72
5.1 原子操作和竞争条件 72
5.2 文件控制操作：fcntl（） 75
5.3 打开文件的状态标志 75
5.4 文件描述符和打开文件之间的关系 76
5.5 复制文件描述符 78
5.6 在文件特定偏移量处的I/O：pread（）和pwrite（） 80
5.7 分散输入和集中输出（Scatter-Gather I/O）：readv（）和writev（） 81
5.8 截断文件：truncate（）和ftruncate（）系统调用 84
5.9 非阻塞I/O 84
5.10 大文件I/O 85
5.11 /dev/fd目录 88
5.12 创建临时文件 88
5.13 总结 90
5.14 练习 90
第6章 进程 92
6.1 进程和程序 92
6.2 进程号和父进程号 93
6.3 进程内存布局 94
6.4 虚拟内存管理 97
6.5 栈和栈帧 99
6.6 命令行参数（argc,argv） 99
6.7 环境列表 101
6.8 执行非局部跳转：setjmp（）和longjmp（） 106
6.9 总结 111
6.9 练习 112
第7章 内存分配 113
7.1 在堆上分配内存 113
7.1.1 调整program break：brk（）和sbrk（） 113
7.1.2 在堆上分配内存：malloc（）和free（） 114
7.1.3 malloc（）和free（）的实现 117
7.1.4 在堆上分配内存的其他方法 120
7.2 在堆栈上分配内存：alloca（） 122
7.3 总结 123
7.4 练习 123
第8章 用户和组 124
8.1 密码文件：/etc/passwd 124
8.2 shadow密码文件：/etc/shadow 125
8.3 组文件：/etc/group 126
8.4 获取用户和组的信息 127
8.5 密码加密和用户认证 132
8.6 总结 135
8.7 练习 135
第9章 进程凭证 136
9.1 实际用户ID和实际组ID 136
9.2 有效用户ID和有效组ID 136
9.3 Set-User-ID和Set-Group-ID程序 137
9.4 保存set-user-ID和保存set-group-ID 138
9.5 文件系统用户ID和组ID 139
9.6 辅助组ID 140
9.7 获取和修改进程凭证 140
9.7.1 获取和修改实际、有效和保存设置标识 140
9.7.2 获取和修改文件系统ID 145
9.7.3 获取和修改辅助组ID 145
9.7.4 修改进程凭证的系统调用总结 146
9.7.5 示例：显示进程凭证 148
9.8 总结 149
9.9 习题 150
第10章 时间 151
10.1 日历时间（CalendarTime） 151
10.2 时间转换函数 153
10.2.1 将time t转换为可打印格式 153
10.2.2 time t和分解时间之间的转换 154
10.2.3 分解时间和打印格式之间的转换 155
10.3 时区 161
10.4 地区（Locale） 163
10.5 更新系统时钟 167
10.6 软件时钟（jiffies） 168
10.7 进程时间 168
10.8 总结 171
10.9 练习 172
第11章 系统限制和选项 173
11.1 系统限制 174
11.2 在运行时获取系统限制（和选项） 176
11.3 运行时获取与文件相关的限制（和选项） 178
11.4 不确定的限制 179
11.5 系统选项 180
11.6 总结 181
11.7 练习 182
第12章 系统和进程信息 183
12.1 /proc文件系统 183
12.1.1 获取与进程有关的信息：/proc/PID 183
12.1.2 /proc目录下的系统信息 185
12.1.3 访问/proc文件 186
12.2 系统标识：uname（） 188
12.3 总结 190
12.4 练习 190
第13章 文件I/O缓冲 191
13.1 文件I/O的内核缓冲：缓冲区高速缓存 191
13.2 stdio库的缓冲 194
13.3 控制文件I/O的内核缓冲 196
13.4 I/O缓冲小结 200
13.5 就I/O模式向内核提出建议 201
13.6 绕过缓冲区高速缓存：直接I/O 202
13.7 混合使用库函数和系统调用进行文件I/O 204
13.8 总结 205
13.9 练习 205
第14章 系统编程概念 207
14.1 设备专用文件（设备文件） 207
14.2 磁盘和分区 208
14.3 文件系统 209
14.4 i节点 211
14.5 虚拟文件系统（VFS） 213
14.6 日志文件系统 214
14.7 单根目录层级和挂载点 215
14.8 文件系统的挂载和卸载 216
14.8.1 挂载文件系统：mount（） 217
14.8.2 卸载文件系统：umount（）和umount2（） 222
14.9 高级挂载特性 223
14.9.1 在多个挂载点挂载文件系统 224
14.9.2 多次挂载同一挂载点 224
14.9.3 基于每次挂载的挂载标志 225
14.9.4 绑定挂载 225
14.9.5 递归绑定挂载 226
14.10 虚拟内存文件系统：tmpfs 227
14.11 获得与文件系统有关的信息：statvfs（） 228
14.12 总结 229
14.13 练习 230
第15章 文件属性 231
15.1 获取文件信息：stat（） 231
15.2 文件时间戳 236
15.2.1 使用utime（）和utimes（）来改变文件时间戳 238
15.2.2 使用utimensat（）和futimens（）改变文件时间戳 239
15.3 文件属主 241
15.3.1 新建文件的属主 241
15.3.2 改变文件属主：chown（）、fchown（）和lchown（） 241
15.4 文件权限 244
15.4.1 普通文件的权限 244
15.4.2 目录权限 246
15.4.3 权限检查算法 246
15.4.4 检查对文件的访问权限：access（） 248
15.4.5 Set-User-ID、Set-Group-ID和Sticky位 249
15.4.6 进程的文件模式创建掩码：umask（） 249
15.4.7 更改文件权限：chmod（）和fchmod（） 251
15.5 I节点标志（ext2扩展文件属性） 252
15.6 总结 256
15.7 练习 256
第16章 扩展属性 258
16.1 概述 258
16.2 扩展属性的实现细节 260
16.3 操控扩展属性的系统调用 260
16.4 总结 264
16.5 练习 264
第17章 访问控制列表 265
17.1 概述 265
17.2 ACL权限检查算法 267
17.3 ACL的长、短文本格式 268
17.4 ACLmask型ACE和ACL组分类 269
17.5 getfacl和setfacl命令 270
17.6 默认ACL与文件创建 271
17.7 ACL在实现方面的限制 272
17.8 ACLAPI 273
17.9 总结 280
17.10 练习 280
第18章 目录与链接 281
18.1 目录和（硬）链接 281
18.2 符号（软）链接 283
18.3 创建和移除（硬）链接：link（）和unlink（） 286
18.4 更改文件名：rename（） 289
18.5 使用符号链接：symlink（）和readlink（） 290
18.6 创建和移除目录：mkdir（）和rmdir（） 291
18.7 移除一个文件或目录：remove（） 292
18.8 读目录：opendir（）和readdir（） 292
18.9 文件树遍历：nftw（） 297
18.10 进程的当前工作目录 301
18.11 针对目录文件描述符的相关操作 303
18.12 改变进程的根目录：chroot（） 304
18.13 解析路径名：realpath（） 306
18.14 解析路径名字符串：dirname（）和basename（） 307
18.15 总结 309
18.16 练习 309
第19章 监控文件事件 311
19.1 概述 311
19.2 inotify API 312
19.3 inotify事件 313
19.4 读取inotify事件 315
19.5 队列限制和/proc文件 319
19.6 监控文件的旧有系统：dnotify 320
19.7 总结 320
19.8 练习 320
第20章 信号：基本概念 321
20.1 概念和概述 321
20.2 信号类型和默认行为 323
20.3 改变信号处置：signal（） 329
20.4 信号处理器简介 330
20.5 发送信号：kill（） 333
20.6 检查进程的存在 334
20.7 发送信号的其他方式：raise（）和killpg（） 335
20.8 显示信号描述 336
20.9 信号集 337
20.10 信号掩码（阻塞信号传递） 339
20.11 处于等待状态的信号 341
20.12 不对信号进行排队处理 341
20.13 改变信号处置：sigaction（） 345
20.14 等待信号：pause（） 346
20.15 总结 347
20.16 练习 347
第21章 信号：信号处理器函数 348
21.1 设计信号处理器函数 348
21.1.1 再论信号的非队列化处理 348
21.1.2 可重入函数和异步信号安全函数 349
21.1.3 全局变量和sig atomic t数据类型 353
21.2 终止信号处理器函数的其他方法 354
21.2.1 在信号处理器函数中执行非本地跳转 354
21.2.2 异常终止进程：abort（） 358
21.3 在备选栈中处理信号：sigaltstack（） 358
21.4 SA SIGINFO标志 361
21.5 系统调用的中断和重启 366
21.6 总结 368
21.7 练习 369
第22章 信号：高级特性 370
22.1 核心转储文件 370
22.2 传递、处置及处理的特殊情况 372
22.3 可中断和不可中断的进程睡眠状态 373
22.4 硬件产生的信号 374
22.5 信号的同步生成和异步生成 374
22.6 信号传递的时机与顺序 375
22.7 signal（）的实现及可移植性 376
22.8 实时信号 378
22.8.1 发送实时信号 379
22.8.2 处理实时信号 380
22.9 使用掩码来等待信号：sigsuspend（） 384
22.10 以同步方式等待信号 387
22.11 通过文件描述符来获取信号 390
22.12 利用信号进行进程间通信 393
22.13 早期的信号API（System V和BSD） 393
22.14 总结 395
22.15 练习 396
第23章 定时器与休眠 397
23.1 间隔定时器 397
23.2 定时器的调度及精度 402
23.3 为阻塞操作设置超时 402
23.4 暂停运行（休眠）一段固定时间 404
23.4.1 低分辨率休眠：sleep（） 404
23.4.2 高分辨率休眠：nanosleep（） 404
23.5 POSIX时钟 407
23.5.1 获取时钟的值：clock_gettime（） 407
23.5.2 设置时钟的值：clock_settime（） 408
23.5.3 获取特定进程或线程的时钟ID 408
23.5.4 高分辨率休眠的改进版：clock_nanosleep（） 409
23.6 POSIX间隔式定时器 410
23.6.1 创建定时器：timer_create（） 410
23.6.2 配备和解除定时器：timer_settime（） 412
23.6.3 获取定时器的当前值：timer_gettime（） 413
23.6.4 删除定时器：timer_delete（） 413
23.6.5 通过信号发出通知 414
23.6.6 定时器溢出 417
23.6.7 通过线程来通知 417
23.7 利用文件描述符进行通知的定时器：timerfd API 420
23.8 总结 423
23.9 练习 424
第24章 进程的创建 425
24.1 fork（）、exit（）、wait（）以及execve（）的简介 425
24.2 创建新进程：fork（） 427
24.2.1 父、子进程间的文件共享 428
24.2.2 fork（）的内存语义 430
24.3 系统调用vfork（） 433
24.4 fork（）之后的竞争条件（Race Condition） 434
24.5 同步信号以规避竞争条件 436
24.6 总结 438
24.7 练习 439
第25章 进程的终止 440
25.1 进程的终止：_exit（）和exit（） 440
25.2 进程终止的细节 441
25.3 退出处理程序 442
25.4 fork（）、stdio缓冲区以及_exit（）之间的交互 445
25.5 总结 446
25.6 练习 446
第26章 监控子进程 447
26.1 等待子进程 447
26.1.1 系统调用wait（） 447
26.1.2 系统调用waitpid（） 449
26.1.3 等待状态值 450
26.1.4 从信号处理程序中终止进程 454
26.1.5 系统调用waitid（） 455
26.1.6 系统调用wait3（）和wait4（） 456
26.2 孤儿进程与僵尸进程 457
26.3 SIGCHLD信号 459
26.3.1 为SIGCHLD建立信号处理程序 459
26.3.2 向已停止的子进程发送SIGCHLD信号 462
26.3.3 忽略终止的子进程 462
26.4 总结 464
26.5 练习 464
第27章 程序的执行 465
27.1 执行新程序：execve（） 465
27.2 exec（）库函数 468
27.2.1 环境变量PATH 469
27.2.2 将程序参数指定为列表 470
27.2.3 将调用者的环境传递给新程序 471
27.2.4 执行由文件描述符指代的程序：fexecve（） 471
27.3 解释器脚本 472
27.4 文件描述符与exec（） 474
27.5 信号与exec（） 477
27.6 执行shell命令：system（） 477
27.7 system（）的实现 480
27.8 总结 485
27.9 练习 485
第28章 详述进程创建和程序执行 487
28.1 进程记账 487
28.2 系统调用clone（） 493
28.2.1 clone（）的flags参数 497
28.2.2 因克隆生成的子进程而对waitpid（）进行的扩展 503
28.3 进程的创建速度 503
28.4 exec（）和fork（）对进程属性的影响 505
28.5 总结 508
28.6 练习 508
第29章 线程：介绍 509
29.1 概述 509
29.2 Pthreads API的详细背景 511
29.3 创建线程 513
29.4 终止线程 514
29.5 线程ID（Thread ID） 514
29.6 连接（joining）已终止的线程 515
29.7 线程的分离 517
29.8 线程属性 518
29.9 线程VS进程 518
29.10 总结 519
29.11 练习 519
第30章 线程：线程同步 521
30.1 保护对共享变量的访问：互斥量 521
30.1.1 静态分配的互斥量 524
30.1.2 加锁和解锁互斥量 524
30.1.3 互斥量的性能 526
30.1.4 互斥量的死锁 527
30.1.5 动态初始化互斥量 527
30.1.6 互斥量的属性 528
30.1.7 互斥量类型 528
30.2 通知状态的改变：条件变量（Condition Variable） 529
30.2.1 由静态分配的条件变量 530
30.2.2 通知和等待条件变量 531
30.2.3 测试条件变量的判断条件（predicate） 534
30.2.4 示例程序：连接任意已终止线程 534
30.2.5 经由动态分配的条件变量 537
30.3 总结 538
30.4 练习 538
第31章 线程：线程安全和每线程存储 539
31.1 线程安全（再论可重入性） 539
31.2 一次性初始化 541
31.3 线程特有数据 542
31.3.1 库函数视角下的线程特有数据 542
31.3.2 线程特有数据API概述 543
31.3.3 线程特有数据API详述 543
31.3.4 使用线程特有数据API 545
31.3.5 线程特有数据的实现限制 549
31.4 线程局部存储 549
31.5 总结 550
31.6 练习 551
第32章 线程：线程取消 552
32.1 取消一个线程 552
32.2 取消状态及类型 552
32.3 取消点 553
32.4 线程可取消性的检测 556
32.5 清理函数（cleanup handler） 556
32.6 异步取消 559
32.7 总结 560
第33章 线程：更多细节 561
33.1 线程栈 561
33.2 线程和信号 562
33.2.1 UNIX信号模型如何映射到线程中 562
33.2.2 操作线程信号掩码 563
33.2.3 向线程发送信号 563
33.2.4 妥善处理异步信号 564
33.3 线程和进程控制 564
33.4 线程实现模型 566
33.5 Linux POSIX线程的实现 567
33.5.1 LinuxThreads 567
33.5.2 NPTL 569
33.5.3 哪一种线程实现 570
33.6 PthreadAPI的高级特性 572
33.7 总结 572
33.8 练习 572