Unix System Programming

Oct 8, 2019

  • Unix System Programming : 유닉스에서 제공하는 시스템 호출을 사용해 프로그램을 작성하는 것

  • System Call
    • 응용 프로그램을 작성하는데에 유닉스 커널이 제공하는 서비스에 대한 프로그래밍 인터페이스
    • 기본적인 형태는 C언어의 함수와 같다.
  • Library Function (returned_value = system_call_name(parameters...);)
    • Library : 미리 컴파일된 함수들을 묶어서 제공하는 특수한 형태의 파일
    • 자주 사용하는 기능을 독립적으로 분리하여 구현함으로써 프로그램의 개발과 디버깅을 쉽게 하고 컴파일을 더 빠르게 할 수 있다.
    • /lib, /usr/lib에 위치하며 lib.a(정적 라이브러리) 또는 lib.so(공유 라이브러리, 동적 실행시간(dynamic runtime shared library)) 형태로 제공

1. Compare System Call with Library Function

  • 구조
    • System Call : 커널의 해당 서비스 모듈을 직접 호출하여 작업하고 결과를 리턴
    • Library Function : 일반적으로 커널 모듈을 직접 호출하지 않는다.
    • Compare System Call with Library Function
  • man 페이지 위치
    • System Call : 섹션 2
    • Library Function : 섹션 3
  • 오류 처리 방법
    • System Call
      • 성공 시 0, 실패 시 1을 리턴
      • 전역 변수 errno에 오류 코드 저장 (man 페이지에서 코드 값 확인 가능)
    • Library Function : 섹션 3
      • 오류가 발생하면 NULL을 리턴, 함수의 리턴 값이 int 형이면 -1 리턴
      • errno에 오류 코드 저장

2. vi 편집기 명령

  • 입력 모드 전환 : i, a, o, O
  • 커서 이동 : 방향키 또는 j,h,k,l
  • 한 글자 수정 : r
  • 단어 수정 : cw
  • 검색하여 수정 : :%s/aaa/bbb/g
  • 붙이기 : p
  • 글자 삭제 : x, #x(# : figure)
  • 저장하고 종료 : :wq! 또는 ZZ
  • 행 붙이기 : J
  • 행 번호 보이기 : :set nu
  • 명령 모드 전환 : ESC
  • 행 이동 : #G(# : figure) 또는 :line_number
  • 여러 글자 수정 : #s(# : figure)
  • 명령 취소 : u, U
  • 복사 : #yy(# : figure)
  • 커서 이후 삭제 : D
  • 행 삭제 (잘라내기) : dd, #dd(# : figure)
  • 저장하지 않고 종료 : :q!
  • 화면 다시 표시 : Ctrl + l
  • 행 번호 없애기 : :set nonu

3. 컴파일 환경

  • Compile : 텍스트로 작성한 프로그램을 시스템이 이해할 수 있는 기계어로 변환하는 과정
    • 일반적으로 컴파일 과정과 라이브러리 링크 과정을 묶어서 수행하는 것을 의미한다.
  • GCC (GNU C Compiler)
  • Makefile : 소스 파일이 여러 개를 묶어서 실행 파일을 생성하는 도구
    • make 명령은 Makefile의 내용에 따라 컴파일

4. 오류 처리 함수

  • 오류 메시지 출력
    • void perror(const char *s); ()
    • char *strerror(int errnum); ()

5. 파일 입출력

  • 일반 파일 : 텍스트, 바이너리 형태의 데이터를 저장한 파일
  • 특수 파일 : 데이터 전송, 장치 접근에 사용하는 파일
  • Low-level File I/O
    • 파일 지시자 : int fd (파일 기술자)
    • 특징
      • 더 빠르다.
      • 바이트 단위로 읽고 쓴다.
      • 특수 파일에 대한 접근이 가능하다.
    • 저수준 함수 : open, close, read, write, dup, dup2, fcntl, lseek, fsync
  • High-level File I/O
    • 파일 지시자 : FILE *fp (파일 포인터)
    • 특징
      • 사용하기 쉽다.
      • 버퍼 단위로 읽고 쓴다.
      • 데이터 입출력의 동기화가 쉽다.
      • 여러 가지 형식을 지원한다.
    • 고수준 함수 : fopen, fclose, fread, fwrite, fputs, fgets, fprintf, fscanf, freopen, fseek

(1) 저수준 파일 입출력

  • 파일 기술자
    • 현재 열려있는 파일을 구분하는 정수값
    • 저수준 파일 입출력에서 열린 파일을 참조하는데 사용
    • 0 : 표준 입력, 1 : 표준 출력, 2 : 표준 오류
      • 파일 기술자

(2) 고수준 파일 입출력