Linux編程從入門到精通

第一篇　系統(tǒng)環(huán)境
第1章　Linux系統(tǒng)概述 2
1.1　計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)簡介 2
1.1.1　操作系統(tǒng)的概念 2
1.1.2　操作系統(tǒng)的基本功能 3
1.1.3　主要操作系統(tǒng)介紹 3
1.2　Linux操作系統(tǒng)介紹 4
1.2.1　Linux的來源 4
1.2.2　什么是Linux 5
1.2.3　Linux的特性及優(yōu)點(diǎn) 7
1.2.4　為什么要選擇Linux 8
1.2.5　內(nèi)核的組成 8
1.3　主流Linux操作系統(tǒng)及發(fā)行版本 10
1.3.1　Linux內(nèi)核的版本 10
1.3.2　Linux的發(fā)行版本 10
1.4　小結(jié) 11
第2章　shell環(huán)境 12
2.1　shell介紹 12
2.1.1　shell的種類 12
2.1.2　如何進(jìn)入shell 13
2.1.3　如何使用shell 14
2.2　shell編程基礎(chǔ) 15
2.2.1　創(chuàng)建和運(yùn)行shell腳本程序 15
2.2.2　shell環(huán)境變量 16
2.2.3　常用的shell命令 18
2.2.4　管道與重定向的使用 19
2.2.5　shell變量的使用 21
2.2.6　shell運(yùn)算符的應(yīng)用 22
2.2.7　在shell腳本中進(jìn)行條件控制 23
2.2.8　在shell腳本中使用for循環(huán) 25
2.2.9　在shell腳本中使用while循環(huán) 26
2.2.10　在shell腳本中使用until循環(huán) 27
2.2.11　在shell腳本中使用函數(shù) 27
2.3　綜合實(shí)例 28
2.3.1　實(shí)例需求 28
2.3.2　系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28
2.3.3　程序代碼 28
2.4　小結(jié) 33
第二篇　C語言及編程環(huán)境
第3章　C語言簡介 36
3.1　C語言概述 36
3.1.1　C語言的發(fā)展簡史 36
3.1.2　C語言的特點(diǎn) 37
3.2　C語言的組成元素 37
3.2.1　字符集 37
3.2.2　標(biāo)識(shí)符 38
3.2.3　關(guān)鍵字 38
3.2.4　常量的類型 38
3.2.5　變量的類型 39
3.2.6　變量的存儲(chǔ)類型 40
3.2.7　變量的作用域 42
3.2.8　運(yùn)算符 42
3.2.9　注釋方法 43
3.3　語句與控制結(jié)構(gòu) 43
3.3.1　表達(dá)式語句的組成 43
3.3.2　復(fù)合語句 44
3.3.3　函數(shù)調(diào)用語句 44
3.3.4　控制語句 44
3.3.5　循環(huán)控制語句 47
3.3.6　轉(zhuǎn)移語句 48
3.4　函數(shù)與程序結(jié)構(gòu) 48
3.4.1　庫函數(shù) 48
3.4.2　用戶自定義函數(shù) 49
3.5　數(shù)組 49
3.5.1　一維數(shù)組的定義和使用 49
3.5.2　多維數(shù)組的定義和使用 50
3.6　結(jié)構(gòu) 52
3.6.1　結(jié)構(gòu)的定義 52
3.6.2　結(jié)構(gòu)成員的引用 53
3.7　指針 53
3.7.1　指針的概念 54
3.7.2　指針的定義和使用 54
3.7.3　指針變量的運(yùn)算 55
3.8　綜合實(shí)例 56
3.8.1　冒泡排序算法原理 56
3.8.2　冒泡排序算法實(shí)現(xiàn) 56
3.9　小結(jié) 58
第4章　vi編輯器 59
4.1　vi編輯器概述 59
4.1.1　vi的啟動(dòng) 59
4.1.2　vi的操作方式 59
4.1.3　vi編輯器的功能鍵 60
4.1.4　退出vi編輯器 61
4.2　vi編輯器的命令 62
4.2.1　光標(biāo)移動(dòng)命令 62
4.2.2　滾動(dòng)屏幕命令 62
4.2.3　文本編輯命令 63
4.2.4　文本刪除命令 63
4.2.5　文本修改命令 64
4.2.6　文本移動(dòng)命令 64
4.2.7　搜索命令 65
4.2.8　ex轉(zhuǎn)義命令 65
4.3　vi編輯器的選項(xiàng) 66
4.3.1　選項(xiàng)的含義 66
4.3.2　選項(xiàng)的設(shè)置方式 67
4.4　小結(jié) 68
第5章　gcc編譯器 69
5.1　編譯過程簡述 69
5.1.1　預(yù)編譯過程 69
5.1.2　編譯的過程 71
5.1.3　優(yōu)化及匯編的過程 71
5.2　鏈接過程簡述 72
5.2.1　鏈接的過程 72
5.2.2　靜態(tài)鏈接與動(dòng)態(tài)鏈接 73
5.3　gcc編譯器簡述 73
5.3.1　程序的編譯與鏈接 74
5.3.2　gcc編譯器的工作過程 74
5.4　gcc編譯器語法 75
5.4.1　常用語法 75
5.4.2　用gcc編譯器生成可執(zhí)行文件 76
5.4.3　用gcc編譯器生成動(dòng)態(tài)鏈接庫 76
5.4.4　如何使用動(dòng)態(tài)鏈接 77
5.4.5　gcc編譯器常見錯(cuò)誤排除 78
5.5　小結(jié) 78
第6章　make的使用 79
6.1　makefile介紹 79
6.2　makefile的書寫規(guī)則 80
6.2.1　基本語法規(guī)則 80
6.2.2　定義變量 80
6.2.3　環(huán)境變量 81
6.2.4　通配符的使用 81
6.2.5　使用條件判斷 82
6.2.6　在makefile中使用函數(shù) 82
6.2.7　使用make與直接使用gcc腳本的區(qū)別 84
6.3　make工具 84
6.3.1　運(yùn)行make命令 84
6.3.2　make命令的工作過程 85
6.3.3　在makefile中使用偽目標(biāo) 85
6.3.4　make命令的返回值 86
6.4　綜合實(shí)例 86
6.4.1　makefile應(yīng)用的環(huán)境 86
6.4.2　makefile的實(shí)現(xiàn)及解釋 86
6.5　小結(jié) 87
第7章　程序調(diào)試 88
7.1　錯(cuò)誤處理 88
7.1.1　使用標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出 88
7.1.2　使用errno全局變量 89
7.1.3　使用錯(cuò)誤信號(hào)處理 90
7.1.4　使用assert斷言 91
7.1.5　內(nèi)存泄露的檢查 92
7.1.6　其他可能的內(nèi)存錯(cuò)誤 93
7.2　gdb介紹 94
7.2.1　利用gdb調(diào)試的前提 94
7.2.2　啟動(dòng)gdb的方法 94
7.2.3　gdb的基本功能 95
7.3　使用gdb進(jìn)行調(diào)試實(shí)例 97
7.4　小結(jié) 98
第8章　創(chuàng)建與使用庫 99
8.1　函數(shù)庫介紹 99
8.1.1　系統(tǒng)函數(shù)庫的使用 99
8.1.2　用戶自定義函數(shù)庫的創(chuàng)建和使用 100
8.2　庫函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用 102
8.2.1　系統(tǒng)調(diào)用介紹 103
8.2.2　庫函數(shù)介紹 104
8.3　動(dòng)態(tài)庫的創(chuàng)建與使用 105
8.4　綜合實(shí)例 108
8.5　小結(jié) 109
第三篇　輸入輸出及進(jìn)程管理
第9章　文件操作 112
9.1　Linux文件系統(tǒng)簡述 112
9.1.1　邏輯磁盤分區(qū)管理 112
9.1.2　文件系統(tǒng)的建立與掛載 114
9.1.3　虛擬文件系統(tǒng) 117
9.1.4　ext2文件系統(tǒng) 117
9.1.5　文件類型 119
9.1.6　文件權(quán)限管理 120
9.2　文件基本操作 125
9.2.1　文件編程的基本概念 125
9.2.2　文件的創(chuàng)建與打開 126
9.2.3　文件的讀寫 130
9.2.4　文件的關(guān)閉與刪除 133
9.2.5　文件的隨機(jī)存取 135
9.3　文件安全編程 137
9.3.1　文件的屬主及用戶組編程 137
9.3.2　設(shè)置文件權(quán)限（UGO模式） 139
9.3.3　設(shè)置文件權(quán)限（ACL模式） 141
9.4　文件屬性編程 145
9.5　目錄編程 148
9.6　綜合實(shí)例 152
9.6.1　ELF文件格式 152
9.6.2　程序?qū)崿F(xiàn) 152
9.7　小結(jié) 156
第10章　標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫 157
10.1　標(biāo)準(zhǔn)I/O的基本概念 157
10.1.1　流 157
10.1.2　緩存 158
10.1.3　標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出及標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出 160
10.2　使用標(biāo)準(zhǔn)I/O進(jìn)行文件操作 162
10.2.1　打開關(guān)閉流文件 162
10.2.2　單字符方式讀寫 162
10.2.3　行方式讀寫 164
10.2.4　二進(jìn)制方式讀寫 166
10.2.5　格式化輸入/輸出 168
10.2.6　在流文件中定位 170
10.3　綜合實(shí)例 171
10.4　小結(jié) 174
第11章　界面程序設(shè)計(jì)——Qt 175
11.1　Qt簡述 175
11.1.1　Qt的組成 175
11.1.2　Qt的優(yōu)點(diǎn) 175
11.2　Qt開發(fā)包的安裝 176
11.3　Qt集成開發(fā)環(huán)境介紹 177
11.3.1　啟動(dòng)設(shè)計(jì)器 177
11.3.2　設(shè)計(jì)器界面元素介紹 178
11.4　Qt程序開發(fā) 179
11.4.1　建立新項(xiàng)目 179
11.4.2　設(shè)計(jì)窗口 179
11.4.3　添加事件處理程序 181
11.4.4　添加主程序 182
11.5　Qt程序的生成 183
11.6　小結(jié) 184
第12章　界面程序設(shè)計(jì)——GTK+ 185
12.1　GNOME與KDE 185
12.1.1　Linux圖形界面原理 185
12.1.2　X協(xié)議 185
12.1.3　GNOME與KDE 的啟動(dòng) 186
12.1.4　GNOME與KDE的區(qū)別 187
12.2　使用GTK+進(jìn)行開發(fā) 187
12.2.1　GTK+的安裝 187
12.2.2　GTK+程序的初始化與退出 187
12.2.3　GTK+的事件處理 188
12.2.4　使用GTK+實(shí)現(xiàn)HelloWorld 189
12.2.5　編譯GTK+程序 191
12.2.6　在GTK+中使用控件 191
12.3　綜合實(shí)例 192
12.3.1　實(shí)例需求 192
12.3.2　實(shí)例代碼及解釋 192
12.4　小結(jié) 194
第13章　進(jìn)程 195
13.1　進(jìn)程的基本概念 195
13.1.1　進(jìn)程的屬性 195
13.1.2　進(jìn)程的內(nèi)存映像 197
13.1.3　進(jìn)程組 198
13.1.4　進(jìn)程的會(huì)話 199
13.1.5　進(jìn)程的控制終端 201
13.1.6　進(jìn)程的狀態(tài) 202
13.1.7　進(jìn)程的優(yōu)先級(jí) 204
13.2　進(jìn)程的運(yùn)行環(huán)境 206
13.2.1　進(jìn)程的入口函數(shù) 206
13.2.2　進(jìn)程的環(huán)境變量 211
13.2.3　進(jìn)程的內(nèi)存分配 213
13.3　進(jìn)程的創(chuàng)建 214
13.3.1　調(diào)用fork創(chuàng)建進(jìn)程 214
13.3.2　調(diào)用exec系列函數(shù)執(zhí)行程序 216
13.3.3　調(diào)用system創(chuàng)建進(jìn)程 219
13.4　進(jìn)程的終止 220
13.4.1　調(diào)用exit退出進(jìn)程 220
13.4.2　調(diào)用wait等待進(jìn)程退出 220
13.5　小結(jié) 222
第14章　信號(hào) 223
14.1　信號(hào)的基本概念 223
14.1.1　信號(hào)的定義 223
14.1.2　信號(hào)的來源 224
14.1.3　信號(hào)的分類 224
14.2　信號(hào)的安裝及處理 226
14.2.1　信號(hào)的處理方式 226
14.2.2　用signal安裝信號(hào) 226
14.2.3　用sigaction安裝信號(hào) 228
14.2.4　信號(hào)的阻塞處理 230
14.2.5　信號(hào)集的操作 232
14.2.6　未決信號(hào)的處理 233
14.2.7　等待信號(hào) 234
14.2.8　信號(hào)處理函數(shù)的實(shí)現(xiàn) 236
14.3　信號(hào)的發(fā)送 238
14.3.1　使用kill發(fā)送信號(hào) 238
14.3.2　使用sigqueue發(fā)送信號(hào) 239
14.4　SIGALRM信號(hào) 240
14.4.1　安裝SIGALRM信號(hào) 240
14.4.2　設(shè)置定時(shí)器 241
14.5　SIGCLD信號(hào) 242
14.5.1　子進(jìn)程的退出過程 242
14.5.2　SIGCLD信號(hào)的處理 243
14.6　小結(jié) 244
第四篇　進(jìn)程間通信(IPC)及網(wǎng)絡(luò)編程
第15章　進(jìn)程間通信——管道 246
15.1　進(jìn)程間通信概念 246
15.2　管道的概念及分類 247
15.2.1　管道的概念及特點(diǎn) 247
15.2.2　管道的分類 248
15.3　管道編程 249
15.3.1　創(chuàng)建管道 249
15.3.2　讀寫管道 251
15.3.3　關(guān)閉管道 253
15.3.4　管道I/O 253
15.4　命名管道編程 255
15.4.1　創(chuàng)建管道 255
15.4.2　打開管道及讀寫 257
15.4.3　管道的刪除 259
15.5　小結(jié) 259
第16章　進(jìn)程間通信——消息隊(duì)列 260
16.1　System V進(jìn)程間通信概述 260
16.1.1　Shell環(huán)境控制IPC 260
16.1.2　進(jìn)程間通信關(guān)鍵字 262
16.1.3　進(jìn)程間通信標(biāo)識(shí)符 262
16.1.4　IPC權(quán)限許可結(jié)構(gòu) 263
16.2　消息隊(duì)列基本概念 264
16.2.1　隊(duì)列 264
16.2.2　消息 264
16.2.3　消息隊(duì)列 265
16.3　消息隊(duì)列編程 266
16.3.1　鍵值生成函數(shù) 266
16.3.2　創(chuàng)建消息隊(duì)列 267
16.3.3　消息發(fā)送 270
16.3.4　消息接收 272
16.3.5　控制消息隊(duì)列 274
16.4　小結(jié) 276
第17章　進(jìn)程間通信——共享內(nèi)存 277
17.1　共享內(nèi)存基本概念 277
17.1.1　共享內(nèi)存編程模型 277
17.1.2　共享內(nèi)存的映射 277
17.1.3　共享內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 278
17.2　共享內(nèi)存編程 279
17.2.1　創(chuàng)建共享內(nèi)存 279
17.2.2　映射共享內(nèi)存 281
17.2.3　刪除共享內(nèi)存映射 282
17.2.4　控制共享內(nèi)存 283
17.3　小結(jié) 285
第18章　進(jìn)程間通信——信號(hào)量 286
18.1　PV操作原理 286
18.1.1　PV操作的來源 286
18.1.2　PV操作的定義 287
18.1.3　PV操作的應(yīng)用 288
18.2　信號(hào)量基本概念 290
18.2.1　Linux信號(hào)量簡介 290
18.2.2　信號(hào)量的控制結(jié)構(gòu) 291
18.3　信號(hào)量編程 291
18.3.1　創(chuàng)建信號(hào)量 291
18.3.2　信號(hào)量操作 293
18.3.3　信號(hào)量控制 296
18.4　綜合實(shí)例——利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型 299
18.4.1　需求 300
18.4.2　需求分析與設(shè)計(jì) 300
18.4.3　實(shí)現(xiàn)代碼及分析 300
18.5　小結(jié) 303
第19章　Linux網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 304
19.1　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 304
19.1.1　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類 304
19.1.2　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 305
19.1.3　網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 306
19.1.4　OSI參考模型 307
19.2　TCP/IP協(xié)議概述 309
19.2.1　TCP/IP分層模型 309
19.2.2　TCP/IP協(xié)議族 310
19.2.3　網(wǎng)絡(luò)地址 311
19.2.4　端口 313
19.3　客戶機(jī)/服務(wù)器模型 314
19.4　傳輸控制協(xié)議 316
19.4.1　連接建立 316
19.4.2　連接關(guān)閉 316
19.4.3　TCP數(shù)據(jù)報(bào)格式 318
19.5　用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 319
19.6　小結(jié) 319
第20章　基本套接口編程 320
20.1　套接口編程簡述 320
20.1.1　半相關(guān)與全相關(guān) 321
20.1.2　地址族與協(xié)議族 321
20.1.3　面向連接與面向無連接 322
20.1.4　套接口類型 322
20.1.5　字節(jié)序 323
20.1.6　套接口連接方式 324
20.1.7　數(shù)據(jù)傳輸方式 325
20.2　套接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 326
20.2.1　套接口地址結(jié)構(gòu) 326
20.2.2　通用套接口地址結(jié)構(gòu) 327
20.2.3　主機(jī)名稱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 327
20.2.4　服務(wù)名稱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 329
20.2.5　通用數(shù)據(jù)收發(fā)結(jié)構(gòu) 330
20.3　基本套接口函數(shù) 331
20.3.1　字節(jié)操作函數(shù) 331
20.3.2　字節(jié)序操作函數(shù) 333
20.3.3　地址轉(zhuǎn)換函數(shù) 334
20.3.4　套接口函數(shù) 337
20.4　套接口選項(xiàng) 352
20.4.1　套接口選項(xiàng)函數(shù) 352
20.4.2　SO_KEEPALIVE選項(xiàng) 352
20.4.3　SO_LINGER選項(xiàng) 353
20.4.4　SO_RCVBUF和SO_SNDBUF選項(xiàng) 355
20.4.5　SO_RCVTIMEO和SO_SNDTIMEO選項(xiàng) 356
20.4.6　SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT選項(xiàng) 357
20.5　TCP套接口編程 357
20.5.1　重復(fù)服務(wù)器編程 357
20.5.2　并發(fā)服務(wù)器編程 357
20.6　UDP套接口編程 362
20.6.1　UDP編程模型 363
20.6.2　UDP客戶/服務(wù)器編程 363
20.7　小結(jié) 366
第21章　綜合實(shí)例——銀行代理收費(fèi)服務(wù)器 367
21.1　程序需求 367
21.2　程序?qū)崿F(xiàn) 367
21.3　小結(jié) 379
附錄　Linux下常見C函數(shù)字母索引 380