Linux編程

第1章 Linux系統(tǒng)文件操作 1
1.1 UNIX/Linux操作系統(tǒng)簡介 1
1.1.1 UNIX簡介 1
1.1.2 Linux概述 2
1.2 Linux系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu) 3
1.3 Linux系統(tǒng)的安裝、啟動(dòng)、登錄、
用戶界面與命令格式 5
1.3.1 在VMware中用快照快速安裝
Linux虛擬機(jī)系統(tǒng) 5
1.3.2 啟動(dòng)與登錄Linux 5
1.3.3 三種系統(tǒng)操作界面 6
1.3.4 Linux命令格式和說明 7
1.4 Linux文件、目錄操作及文件
屬性、權(quán)限 9
1.4.1 目錄路徑與目錄操作 9
1.4.2 文件屬性與權(quán)限 13
1.4.3 Linux文件操作命令 14
1.4.4 修改文件屬性 19
1.4.5 使用通配符(“*”和“？”)匹配
文件名 21
1.4.6 文件的壓縮與打包 22
1.5 輸入輸出重定向和管道 23
1.6 本章小結(jié) 24
課后作業(yè) 25
第2章 Linux Shell編程 26
2.1 Shell編程基本概念 26
2.1.1 Shell腳本程序的結(jié)構(gòu) 27
2.1.2 Shell腳本的創(chuàng)建與執(zhí)行方法 27
2.1.3 Shell變量與賦值表達(dá)式 28
2.1.4 Shell輸入輸出語句 29
2.1.5 終止腳本執(zhí)行和終止?fàn)顟B(tài) 29
2.2 Shell數(shù)學(xué)運(yùn)算與字符串處理 32
2.2.1 Shell數(shù)學(xué)運(yùn)算 32
2.2.2 Shell字符串處理 32
2.3 Shell條件與if控制結(jié)構(gòu) 33
2.3.1 if語句 34
2.3.2 test命令 36
*2.3.3 復(fù)合條件檢查 39
2.3.4 case語句 40
2.4 循環(huán)結(jié)構(gòu) 40
2.4.1 for循環(huán)結(jié)構(gòu) 41
2.4.2 while循環(huán)結(jié)構(gòu) 42
2.4.3 until循環(huán)結(jié)構(gòu) 43
2.5 Linux全局變量和環(huán)境變量 44
2.5.1 Linux Shell層次結(jié)構(gòu) 44
2.5.2 Shell全局變量與局部變量 45
2.5.3 Linux環(huán)境變量 46
*2.5.4 Shell變量的刪除和只讀設(shè)置
方法 48
2.5.5 Shell數(shù)組的定義和使用方法 48
2.6 Linux文件I/O、I/O重定向和管道 49
2.6.1 標(biāo)準(zhǔn)文件描述符 49
2.6.2 I/O重定向 50
2.6.3 管道 51
2.6.4 從文件獲取輸入 52
2.7 命令行參數(shù) 52
*2.8 Shell函數(shù) 53
*2.8.1 函數(shù)的基本用法 53
*2.8.2 向函數(shù)傳遞參數(shù) 54
2.9 本章小結(jié) 54
課后作業(yè) 55
第3章 Linux C編程環(huán)境 57
3.1 Linux C程序的編譯與執(zhí)行 57
3.1.1 Linux環(huán)境下C程序的編譯與
執(zhí)行過程 57
3.1.2 編譯多個(gè)源文件 61
3.1.3 使用頭文件和庫文件 62
*3.1.4 使用gcc創(chuàng)建自定義庫文件 65
3.1.5 gcc常用命令選項(xiàng)及用法 67
3.2 Linux常用自帶系統(tǒng)庫 68
3.2.1 數(shù)學(xué)函數(shù) 68
3.2.2 環(huán)境控制函數(shù) 69
3.2.3 字符串處理函數(shù) 69
3.2.4 時(shí)間函數(shù) 70
3.2.5 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法函數(shù) 71
3.3 診斷和處理Linux編程錯(cuò)誤 75
3.3.1 診斷和處理編譯錯(cuò)誤 75
3.3.2 處理系統(tǒng)調(diào)用失敗 80
3.3.3 用斷言檢查程序狀態(tài)錯(cuò)誤 84
*3.4 用GDB/ddd調(diào)試器診斷運(yùn)行
錯(cuò)誤 85
*3.4.1 用GDB調(diào)試程序運(yùn)行錯(cuò)誤的
實(shí)例 85
*3.4.2 常用GDB命令 88
*3.4.3 用ddd/GDB調(diào)試程序 89
3.5 命令行參數(shù)和環(huán)境變量的
讀取方法 90
3.5.1 環(huán)境變量及其使用方法 90
3.5.2 命令行參數(shù)的使用方法 91
*3.6 make工具 92
*3.6.1 引入make工具的原因 92
*3.6.2 用makefile描述源文件間的
依賴關(guān)系 93
*3.6.3 引入偽目標(biāo)以增強(qiáng)makefile功能 94
*3.6.4 用變量優(yōu)化makefile文件 95
3.6.5 用預(yù)定義變量和隱含規(guī)則
簡化makefile文件 96
3.7 本章小結(jié) 97
課后作業(yè) 98
第4章 輸入輸出與文件系統(tǒng) 101
4.1 文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 101
4.1.1 文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)簡介 101
4.1.2 文件I/O庫函數(shù) 102
4.2 系統(tǒng)I/O概念與文件操作編程 103
4.2.1 UNIX I/O 103
4.2.2 文件打開和關(guān)閉函數(shù) 104
4.2.3 文件讀寫編程與讀寫性能
改進(jìn)方法 107
4.2.4 文件定位與文件內(nèi)容隨機(jī)讀取 111
4.2.5 任意類型數(shù)據(jù)的文件讀寫 113
4.2.6 用文件讀寫函數(shù)操作設(shè)備 115
4.3 內(nèi)核文件I/O數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 117
4.3.1 文件描述符和標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出 117
4.3.2 文件打開過程 118
4.3.3 內(nèi)核文件I/O數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)共享原理 119
4.3.4 dup和I/O重定向 120
*4.4 用RIO包增強(qiáng)UNIX I/O功能 124
*4.4.1 RIO的無緩沖的輸入輸出函數(shù) 124
*4.4.2 RIO帶緩沖的輸入函數(shù) 125
4.5 文件組織 128
4.5.1 文件屬性、目錄項(xiàng)與目錄 128
4.5.2 邏輯地址與物理地址 129
4.5.3 創(chuàng)建和讀寫文件 130
4.5.4 一體化文件目錄和分解目錄 132
4.5.5 Linux分解式目錄管理 133
4.5.6 讀取文件元數(shù)據(jù) 135
4.5.7 文件搜索和當(dāng)前目錄 136
4.6 文件物理結(jié)構(gòu) 137
4.6.1 外存組織方式 137
4.6.2 管理磁盤空閑盤塊 141
4.6.3 文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)格式 143
4.7 本章小結(jié) 144
課后作業(yè) 144
第5章 進(jìn)程管理與控制 151
5.1 邏輯控制流和并發(fā)流 151
5.2 進(jìn)程的基本概念 153
5.2.1 進(jìn)程概念、結(jié)構(gòu)與描述 153
5.2.2 進(jìn)程的基本狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換 155
5.2.3 對(duì)進(jìn)程PCB進(jìn)行組織 156
5.2.4 進(jìn)程實(shí)例 157
5.2.5 操作進(jìn)程的工具 158
5.2.6 編程讀取進(jìn)程屬性 160
*5.2.7 進(jìn)程權(quán)限和文件特殊權(quán)限位 161
5.3 進(jìn)程控制 163
5.3.1 創(chuàng)建進(jìn)程 163
5.3.2 多進(jìn)程并發(fā)特征與執(zhí)行流程
分析 170
5.3.3 進(jìn)程的終止與回收 173
5.3.4 讓進(jìn)程休眠 177
5.3.5 加載并運(yùn)行程序 178
5.3.6 fork和exec函數(shù)的應(yīng)用實(shí)例 180
*5.3.7 非本地跳轉(zhuǎn) 184
5.3.8 進(jìn)程與程序的區(qū)別 186
5.4 信號(hào)機(jī)制 186
5.4.1 信號(hào)概念 186
5.4.2 信號(hào)術(shù)語 188
5.4.3 發(fā)送信號(hào)的過程 188
5.4.4 接收信號(hào)的過程 191
*5.4.5 信號(hào)處理問題 193
*5.4.6 可移植信號(hào)處理 197
*5.4.7 信號(hào)處理引起的競爭 198
*5.5 守護(hù)進(jìn)程 201
5.6 進(jìn)程、內(nèi)核與系統(tǒng)調(diào)用間的
關(guān)系 203
5.7 本章小結(jié) 204
課后作業(yè) 205
第6章 線程控制與同步互斥 211
6.1 線程概念 211
6.1.1 什么是線程 211
6.1.2 線程執(zhí)行模型 212
6.1.3 多線程應(yīng)用 213
6.1.4 第一個(gè)線程 213
6.2 多線程并發(fā)特征與編程方法 215
6.2.1 Pthreads線程API 215
6.2.2 多線程并發(fā)特征 217
6.2.3 線程間數(shù)據(jù)傳遞 219
6.3 多線程程序中的共享變量 221
6.3.1 進(jìn)程的用戶地址空間結(jié)構(gòu) 222
6.3.2 變量類型和運(yùn)行實(shí)例 223
6.3.3 共享變量的識(shí)別 223
6.4 線程同步與互斥 224
6.4.1 變量共享帶來的同步錯(cuò)誤 224
6.4.2 臨界資源、臨界區(qū)、進(jìn)程(線程)
互斥問題 229
6.4.3 用信號(hào)量與P/V操作保證臨界區(qū)
互斥執(zhí)行 230
6.4.4 用信號(hào)量及P/V操作解決資源
調(diào)度問題 233
6.4.5 用Pthreads同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)線程的
互斥與同步 237
6.4.6 共享變量的類型與同步編程小結(jié) 242
6.5 經(jīng)典同步問題 242
6.5.1 生產(chǎn)者/消費(fèi)者問題 243
6.5.2 讀者/寫者問題 245
*6.6 其他同步機(jī)制 246
*6.6.1 AND型信號(hào)量 246
*6.6.2 信號(hào)量集 247
*6.6.3 條件變量 248
*6.6.4 管程 250
*6.7 多線程并發(fā)的其他問題 251
*6.7.1 線程安全 251
*6.7.2 可重入性 253
*6.7.3 線程不安全庫函數(shù) 254
*6.7.4 線程競爭 254
6.8 使用多線程提高并行性 257
6.8.1 順序程序、并發(fā)程序和并行
程序 257
6.8.2 并行程序應(yīng)用示例 258
6.8.3 使用線程管理多個(gè)并發(fā)活動(dòng) 262
6.9 本章小結(jié) 264
課后作業(yè) 265