APUE学习笔记之UNIX标准及实现（二）

发表于 2025-04-27 更新于 2025-10-06 分类于 Linux ， APUE学习笔记阅读次数：本文字数： 1.9k 阅读时长 ≈ 9 分钟

本文记录《UNIX环境高级编程》第3版中第2章UNIX标准与实现的一些知识点。

UNIX标准化

ISO C

1989年下半年，C程序设计语言的ANSI标准X3.159-1989得到批准。此标准被也采纳为国际标准ISO/IEC 9899:1990。

1999年，ISO C标准被更新，并被批准为ISO/IEC 9899:1999，它显著改善了对进行数值处理的应用软件的支持。

C标准已经在2011年更新。

按照该标准定义的各个头文件可将ISO C库分成24个区。POSIX.1标准包括这些头文件以及另外一些头文件。

图2-1 ISO C标准定义的头文件

IEEE POSIX

POSIX是一个最初由IEEE制订的标准族。POSIX指的是可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface）。

图2-2、图2-3以及图2-4总结了POSIX.1指定的必需的和可选的头文件。因为POSIX.1包含了ISO C标准库函数，所以它还需要图2-1中列出的各个头文件。

图2-2 POSIX标准定义的必需的头文件

图2-3 POSIX标准定义的XSI可选头文件

图2-4 POSIX标准定义的可选头文件

Single UNIX Specification

Single UNIX Specification（SUS，单一UNIX规范）是POSIX.1标准的一个超集，它定义了一些附加接口扩展了POSIX.1规范提供的功能。POSIX.1相当于Single UNIX Specification中的基本规范部分。

1997年，Open Group发布了Single UNIX Specification第2版。新版本增加了对线程、实时接口、64位处理、大文件以及增强的多字节字符处理等功能的支持。

Single UNIX Specification第3版（SUSv3）由Open Group在2001年发布。

2010年Single UNIX Specification第4版发布，把这个规范称为SUSv4。

UNIX系统实现

UNIX的各种版本和变体都起源于在PDP-11系统上运行的UNIX分时系统第6版（1976年）和第7版（1979年）（通常称为V6和V7）。这两个版本是在贝尔实验室以外首先得到广泛应用的UNIX系统。从这棵树上演进出以下3个分支。

（1）AT&T分支，从此引出了系统III和系统V（被称为UNIX的商用版本）。

（2）加州大学伯克利分校分支，从此引出4.xBSD实现。

（3）由AT&T贝尔实验室的计算科学研究中心不断开发的UNIX研究版本，从此引出UNIX分时系统第8版、第9版，终止于1990年的第10版。

SVR4

SVR4（UNIX System V Release 4）是AT&T的UNIX系统实验室的产品。

4.4BSD

BSD（Berkeley Software Distribution）是由加州大学伯克利分校的计算机系统研究组（CSRG）研究开发和分发的。

4.4BSD-Lite是CSRG计划开发的最后一个发行版。4.4BSD-Lite第2发行版是CSRG的最后一个BSD版本。

FreeBSD

FreeBSD基于4.4BSD-Lite 操作系统。在加州大学伯克利分校的 CSRG决定终止其在UNIX操作系统的BSD版本的研发工作，而且386BSD项目被忽视很长时间之后，为了继续坚持BSD系列，形成了FreeBSD项目。

由FreeBSD项目产生的所有软件，包括其二进制代码和源代码，都是免费使用的。

Linux

Linux是一种提供类似于UNIX的丰富编程环境的操作系统，在GNU公用许可证的指导下， Linux是免费使用的。

Linux是由Linus Torvalds在1991年为替代MINIX而研发的。

Mac OS X

与其以前的版本相比，Mac OS X使用了完全不同的技术。其核心操作系统称为“Darwin”，它基于Mach内核、FreeBSD操作系统以及具有面向对象框架的驱动和其他内核扩展的结合。Mac OS X 10.5的Intel部分已经被验证为是一个UNIX系统。

Solaris

Solaris是由Sun Microsystems（现为Oracle）开发的UNIX系统版本。它基于SVR4，在超过15 年的时间里，Sun Microsystems 的工程师对其功能不断增强。它是唯一在商业上取得成功的SVR4后裔，并被正式验证为UNIX系统。

其他UNIX系统

已经通过验证的其他UNIX版本包括：

AIX，IBM版的UNIX系统；
HP-UX，HP版的UNIX系统；
IRIX，Silicon Graphics版的UNIX系统；
UnixWare，SVR4派生的UNIX系统，现由SCO销售。

限制

UNIX 系统实现定义了很多幻数和常量，其中有很多已被硬编码到程序中，或用特定的技术确定。

以下两种类型的限制是必需的。

（1）编译时限制（例如，短整型的最大值是什么？）

（2）运行时限制（例如，文件名有多少个字符？）

编译时限制可在头文件中定义。程序在编译时可以包含这些头文件。但是，运行时限制则要求进程调用一个函数获得限制值。

为了解决这类问题，提供了以下3种限制。

（1）编译时限制（头文件）。

（2）与文件或目录无关的运行时限制（sysconf函数）。

（3）与文件或目录有关的运行时限制（pathconf和fpathconf函数）。

使事情变得更加复杂的是，如果一个特定的运行时限制在一个给定的系统上并不改变，则可将其静态地定义在一个头文件中，但是，如果没有将其定义在头文件中，应用程序就必须调用 3个conf函数中的一个，以确定其运行时的值。

ISO C限制

ISO C定义的所有编译时限制都列在头文件<limits.h>中。这些限制常量在一个给定系统中并不会改变。表中第3列列出了ISO C标准可接受的最小值。第4列列出了32位整型Linux系统的值。注意，没有列出无符号数据类型的最小值，这些值应该都为0。在64位系统中，其long整型的最大值与表中long long整型的最大值相匹配。

`<limits.h>`中定义的整型值大小”
style=“zoom:50%;” /></p>
<h3
id= 函数sysconf、pathconf和fpathconf

运行时限制可调用下面3个函数之一获得。

#include <unistd.h>
long sysconf(int name);
long pathconf(const char *pathname, int name);
long fpathconf(int fd, int name);
// 所有函数返回值：若成功，返回相应值；若出错，返回-1

后面两个函数的差别是：一个用路径名作为其参数，另一个则取文件描述符作为参数。

基本系统数据类型

头文件<sys/types.h>中定义了某些与实现有关的数据类型，它们被称为基本系统数据类型。还有很多这种数据类型定义在其他头文件中。在头文件中，这些数据类型都是用C的typedef来定义的。它们绝大多数都以_t结尾。

一些常用的基本系统数据类型