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、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虛擬機系統(tǒng) 5
1.3.2 啟動與登錄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)行和終止狀態(tài) 29
2.2 Shell數(shù)學運算與字符串處理 32
2.2.1 Shell數(shù)學運算 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 標準文件描述符 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常用命令選項及用法 67
3.2 Linux常用自帶系統(tǒng)庫 68
3.2.1 數(shù)學函數(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編程錯誤 75
3.3.1 診斷和處理編譯錯誤 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)錯誤 84
*3.4 用GDB/ddd調(diào)試器診斷運行
錯誤 85
*3.4.1 用GDB調(diào)試程序運行錯誤的
實例 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 引入偽目標以增強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
改進方法 107
4.2.4 文件定位與文件內(nèi)容隨機讀取 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 文件描述符和標準輸入輸出 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 進程管理與控制 151
5.1 邏輯控制流和并發(fā)流 151
5.2 進程的基本概念 153
5.2.1 進程概念、結(jié)構(gòu)與描述 153
5.2.2 進程的基本狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換 155
5.2.3 對進程PCB進行組織 156
5.2.4 進程實例 157
5.2.5 操作進程的工具 158
5.2.6 編程讀取進程屬性 160
*5.2.7 進程權(quán)限和文件特殊權(quán)限位 161
5.3 進程控制 163
5.3.1 創(chuàng)建進程 163
5.3.2 多進程并發(fā)特征與執(zhí)行流程
分析 170
5.3.3 進程的終止與回收 173
5.3.4 讓進程休眠 177
5.3.5 加載并運行程序 178
5.3.6 fork和exec函數(shù)的應(yīng)用實例 180
*5.3.7 非本地跳轉(zhuǎn) 184
5.3.8 進程與程序的區(qū)別 186
5.4 信號機制 186
5.4.1 信號概念 186
5.4.2 信號術(shù)語 188
5.4.3 發(fā)送信號的過程 188
5.4.4 接收信號的過程 191
*5.4.5 信號處理問題 193
*5.4.6 可移植信號處理 197
*5.4.7 信號處理引起的競爭 198
*5.5 守護進程 201
5.6 進程、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 進程的用戶地址空間結(jié)構(gòu) 222
6.3.2 變量類型和運行實例 223
6.3.3 共享變量的識別 223
6.4 線程同步與互斥 224
6.4.1 變量共享帶來的同步錯誤 224
6.4.2 臨界資源、臨界區(qū)、進程(線程)
互斥問題 229
6.4.3 用信號量與P/V操作保證臨界區(qū)
互斥執(zhí)行 230
6.4.4 用信號量及P/V操作解決資源
調(diào)度問題 233
6.4.5 用Pthreads同步機制實現(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/消費者問題 243
6.5.2 讀者/寫者問題 245
*6.6 其他同步機制 246
*6.6.1 AND型信號量 246
*6.6.2 信號量集 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 使用線程管理多個并發(fā)活動 262
6.9 本章小結(jié) 264
課后作業(yè) 265