1.3 标准
UNIX系统编程是门古老的艺术。UNIX编程的基础理念在几十年来一直根深蒂固。但是，对于UNIX系统，变化却是无处不在。各种行为不断变化，特性不断增加。为了使UNIX世界变得有序，标准化组织为系统接口定义了很多套官方标准。虽然存在很多这样的官方标准，但是Linux没有遵循任何一个标准。相反地，Linux致力于和两大主流标准兼容：POSIX和单一UNIX规范（Single UNIX Specification，SUS）。
除了其他内容，POSIX和SUS为类UNIX操作系统定义了一套C API。该C API为兼容的UNIX系统定义了系统编程接口，至少从中抽取出了通用的API集。
1.3.1 POSIX和SUS的历史
在20世纪80年代中期，电气电子工程师协会（IEEE）开启了UNIX系统上的系统级接口的标准化工作。自由软件运动（Free Software Movement）的创始人Richard Stallman建议把该标准命名成POSIX（发音[pahz-icks]），其全称是Portable Operating System Interface（可移植操作系统接口）。
该工作的第一成果是在1988年获得通过的IEEE std 1003.1-1988（简称POSIX 1988）。1990年，IEEE对 POSIX标准进行了修订，通过了IEEE std 1003.1-1990（POSIX 1990）。后续的修订IEEE Std 1003.1b-1993（POSIX 1993或称POSIX.1b）和IEEE Std 1003.1c-1995（POSIX 1995或称POSIX.1c）分别描述了非强制性的实时和线程支持。2001年，这些非强制性标准在POSIX 1990的基础上进行整合，形成单一标准IEEE Std 1003.1-2001（POSIX 2001）。最新的标准IEEE Std 1003.1-2008 （POSIX 2008）在2008年12月发布。所有的核心POSIX标准都简称为POSIX.1，其中2008年的版本为最新版。
从20世纪80年代后期到20世纪90年代初期，UNIX系统厂商卷入了一场“UNIX之战”中，每家厂商都处心积虑地想将自己的UNIX变体定义成真正的“UNIX”操作系统。几大主要的UNIX厂商聚集在了工业联盟The Open Group周围，The Open Group是由开放软件基金会（Open Software Foundation，OSF）和X/Open合并组成。The Open Group提供证书、白皮书和兼容测试。在20世纪90年代初，正值UNIX之战如火如荼，The Open Group发布了单一UNIX规范（SUS）。SUS广受欢迎，很大原因归于SUS是免费的，而POSIX标准成本很高。今天，SUS合并了最新的POSIX标准。
第一个版本的SUS发布于1994年，然后在1997年和2002年分别发布了两个修订版SUSv2和SUSv3。最新的SUSv4在2008年发布。SUSv4修订结合了IEEE Std 1003.1-2008标准以及一些其他标准。本书将以POSIX标准介绍系统调用和其他接口，原因是SUS是对POSIX的扩展。
1.3.2 C语言标准
Dennis Ritchie和Brian Kernighan的经典著作《C程序设计语言》（Prentice Hall）自1978年首次出版后，一直扮演着非正式的C语言规范的角色。这个版本的C语言俗称K&R C。C语言很快替代了Basic语言和其他语言，成为微型计算机编程的通用语言。因此，为了对当时已经非常流行的C语言进行标准化，美国国家标准协会（ANSI）成立了委员会制定C语言的官方版本。该版本集成了各个厂商的特性和改进，并借鉴了新兴的C++语言的一些经验。这个标准化过程漫长而又艰辛，但是ANSI C在1989年最终顺利完成。1990年，国际标准化组织（ISO）基于ANSI C做了一些有效修改，批准了ISO C90。
1995年，ISO发布了新版的C语言标准ISO C95，虽然该标准很少被执行。在1999年，对C语言做了很多修订，形成了ISO C99标准，它引入了很多新的特征，包括inline函数、新的数据类型、变长数组、C++风格的注释以及新的库函数。该标准的最新版本是ISO C11，该版本最重要的功能是格式化的内存模型，支持跨平台的线程可移植性。
对于C++，ISO标准化进展却非常缓慢。经过几年的发展以及非向前兼容的编译器的发布，通过了第一代C++标准ISO C98。虽然该标准极大地提高了编译器之间的兼容性，但在某些方面限制了一致性和可移植性。2003年通过了ISO C++03标准。它修复了编译器开发人员遇到的一些bug，但是没有用户可见的变化。下一个是目前最新的ISO标准C++11（之前的版本都是C++0x，C++11意味着该版本发布更令人期待），有更多的语言和标准的库附加组件及改进——由于修改非常多，很多人建议C++11作为一门不同的语言，和之前的C++版本区别开。
1.3.3 Linux和标准
正如前面所述，Linux旨在达到兼容POSIX和SUS。SUSv4和POSIX 2008描述了Linux提供的接口，包括支持实时（POSIX.1b）和线程（POSIX.1c）。更重要的是，Linux努力与POSIX与SUS需求兼容。一般来说，如果和标准不一致，就认为是个bug。人们认为Linux与POSIX.1和SUSv3兼容，但是由于没有经过POSIX或SUS的官方认证（尤其是Linux的每次修订），所以无法官方宣布Linux兼容POSIX或SUS。
关于语言标准，Linux很幸运。gcc C编译器兼容ISO C99，而且正在努力支持C11。g++ C++编译器兼容ISO C++03，正在努力支持C++11。此外，gcc和g++_实现了C语言和C++语言的扩展。这些扩展统称为GNU C，在附录A中有相关描述。
Linux的前向兼容做得不是很好[1]，虽然近期这方面已经好多了。接口是通过标准说明的，如标准的C库，总是可以保持源码兼容。不同版本之间的二进制代码兼容是由glibc来保证的。由于C语言是标准化的，gcc总是能够准确编译合法的C程序，尽管gcc相关的扩展可能会废弃掉甚至从新的gcc发布版本中删除。最重要的是，Linux内核保证了系统调用的稳定性。一旦系统调用是在Linux内核的稳定版本上实现的，它就不会改变了。
在各种Linux发布版中，Linux标准规范（Linux Standard Base，LSB）对大部分的Linux系统进行了标准化。LSB是几大Linux厂商在Linux基金会（前身是自由标准组织）推动下的联合项目。LSB扩展了POSIX和SUS，添加了一些自己的标准；它尝试提供二进制标准，支持目标代码在兼容系统上无需修改即可运行。大多数Linux厂商都在一定程度上遵循了LSB标准。
1.3.4 本书和标准
本书有意避免对任何标准的介绍“夸夸其谈”。大多数情况下，UNIX系统编程相关的书籍都不应该浪费篇幅探讨以下内容：如某个接口在不同标准下行为有何不同，特定的系统调用在各个系统上的实现情况，以及类似的口舌之战。本书仅涉及在现代Linux系统上的系统编程，它是通过最新版本的Linux内核（3.9）、gcc编译器（4.8）和C库（2.17）来实现的。
因为系统接口通常是固定不变的（Linux内核开发人员尽力避免破坏系统调用接口），并且支持一定程度的源码和二进制兼容性。因此，我们可以深入探索Linux系统接口的细节，不必关心与各种其他的UNIX系统和标准的兼容性问题。专注于探讨Linux也使得本书能够深入探讨Linux最前沿的，并且在未来很长时间依然举足轻重的接口。本书阐述了Linux的相关知识，一些组件如gcc和内核的实现和行为，从专业角度洞察Linux的最佳实践和优化技巧。