linux高级程序设计

第1章　Linux下C语言开发环境　1
1.1　Linux操作系统概述　2
1.1.1　Linux操作系统简介　2
1.1.2　GNU/Linux简介　3
1.1.3　相关术语介绍　3
1.2　Linux开发初步　5
1.2.1　Linux下C程序开发标准　5
1.2.2　库函数和系统调用　7
1.2.3　在线文档介绍　9
1.2.4　获取错误信息　10
1.2.5　Linux应用程序示例　11
1.3　Linux内核及库文件管理　12
1.3.1　Linux内核目录结构　13
1.3.2　使用Linux系统库文件　14
1.3.3　创建静态库和共享库　17
1.4　Linux下编码风格　19
1.4.1　GNU编码规范　19
1.4.2　Linux内核编码规范　20

第2章　Linux下C语言开发工具　23
2.1　Linux开发的基本工具　24
2.1.1　Vim编辑器　24
2.1.2　Emacs编辑器　26
2.1.3　tar打包器　27
2.1.4　Linux编程常用命令及工具　28
2.2　GCC/G++编译器　36
2.2.1　GCC/G++简介　36
2.2.2　Glibc库　43
2.2.3　GCC不同编译选项对程序的影响　45
2.3　make工具及makefile文件　49
2.3.1　make工具简介　49
2.3.2　makefile常用规则　52
2.4　GDB调试工具　54
2.4.1　GDB调试工具简介　54
2.4.2　GDB演示示例　55
2.4.3　GDB调试器常用语法　56
2.5　GCC程序开发过程实例　58
2.6　自动编译调试工具　61
2.6.1　Autoconf/Automake工具组简介　61

第3章　内存管理及相关工具　69
3.1　内存管理基本概念　70
3.1.1　C程序内存分配　70
3.1.2　栈和堆的区别　72
3.1.3　Linux数据类型大小　73
3.1.4　数据存储区域实例　75
3.2　内存管理函数　77
3.2.1　malloc/free函数　77
3.2.2　realloc——更改已经配置的内存空间　80
3.2.3　其他内存管理函数calloc和alloca　82
3.3　常用Linux内存管理及调试工具　82
3.3.1　mcheck函数　83
3.3.2　Valgrind内存检测工具　84

第4章　ANSI C文件管理　89
4.1　文件基本概念及文件指针　90
4.1.1　文件基本概念　90
4.1.2　文件指针　91
4.2　ANSI C标准文件I/O操作　93
4.2.1　缓冲区类型　93
4.2.2　打开关闭文件　96
4.2.3　读写文件流　98
4.2.4　文件流定位　102
4.2.5　格式化输入输出函数　103

第5章　POSIX标准文件I/O管理　107
5.1　Linux系统下文件类型及属性　108
5.1.1　Linux文件模式　108
5.1.2　Linux文件类型　108
5.1.3　文件权限修饰位　111
5.1.4　文件访问权限位　112
5.1.5　文件描述符　113
5.2　POSIX标准下文件I/O管理　114
5.2.1　创建/打开/关闭文件　114
5.2.2　文件控制fcntl　117
5.2.3　lockf文件控制　121
5.2.4　锁定/解锁文件flock　122
5.2.5　读/写文件内容　124
5.2.6　文件定位　127

第6章　Linux文件管理及目录操作　129
6.1　Linux文件系统管理　130
6.1.1　Linux下VFS虚拟文件系统　130
6.1.2　ext2文件系统结构　131
6.1.3　超级块结构　131
6.1.4　dentry结构　132
6.1.5　Inode块　133
6.1.6　数据块及文件　135
6.2　Linux文件及目录管理操作　136
6.2.1　读取文件属性　136
6.2.2　修改文件权限操作　138
6.2.3　修改掩码umask　140
6.2.4　修改文件的拥有者及组　141
6.2.5　添加删除目录　142
6.2.6　连接文件管理　142
6.2.7　当前目录操作　143

第7章　Linux进程管理与程序开发　147
7.1　进程环境及进程属性　148
7.1.1　程序及进程环境　148
7.1.2　进程的基本属性　149
7.2　Linux进程控制　153
7.2.1　创建进程　153
7.2.2　运行新进程　158
7.2.3　等待进程结束　160
7.2.4　退出进程　166
7.2.5　修改进程用户相关信息　168
7.2.6　复制进程　172
7.3　Linux进程调度　173
7.3.1　进程状态　173
7.3.2　Linux常用调度算法　174
7.3.3　调度管理函数　176

第8章　进程间通信——管道和信号　183
8.1　进程通信——无名管道　184
8.1.1　无名管道概念　184
8.1.2　无名管道管理及应用　184
8.2　进程通信——有名管道FIFO　190
8.2.1　有名管道概念　190
8.2.2　有名管道管理及应用　191
8.3　信号中断处理　194
8.3.1　信号的基本概念　194
8.3.2　信号基本操作及应用　197

第9章　System V进程间通信　209
9.1　System VIPC基础　210
9.1.1　key值和ID值　210
9.1.2　拥有者及权限　211
9.2　消息队列　212
9.2.1　消息队列IPC原理　212
9.2.2　Linux消息队列管理　214
9.2.3　消息队列应用实例　217
9.3　信号量通信机制　220
9.3.1　信号量IPC原理　220
9.3.2　Linux信号量管理操作　221
9.3.3　信号量应用实例　226
9.4　共享内存　229
9.4.1　共享内存IPC原理　229
9.4.2　Linux共享内存管理　231
9.4.3　共享内存处理应用示例　233
9.4.4　共享内存处理应用示例　235

第10章　Linux多线程编程　239
10.1　Linux线程概述　240
10.1.1　线程基本概念　240
10.1.2　线程基本应用概述　240
10.1.3　进程/线程应用对比　243
10.2　Linux线程基本操作　244
10.2.1　创建线程　244
10.2.2　退出线程　245
10.2.3　等待线程　245
10.2.4　取消线程　246
10.2.5　线程基本操作应用实例　247
10.3　线程属性控制　249
10.3.1　初始化线程属性对象　250
10.3.2　获取/设置线程属性　251
10.3.3　线程属性控制实例　255
10.4　线程调度　257
10.4.1　调度策略基本概念　257
10.4.2　调度策略管理　258
10.4.3　线程调度策略示例程序　259

第11章　线程间通信机制　263
11.1　互斥锁通信机制　264
11.1.1　互斥锁基本原理　264
11.1.2　初始化或损坏互斥锁　265
11.1.3　锁定/非阻塞锁定一个互斥锁　266
11.1.4　解锁互斥锁　267
11.1.5　初始化或破坏互斥锁属性对象　267
11.1.6　互斥锁使用范围　268
11.1.7　互斥锁kind属性设置　269
11.1.8　互斥锁应用实例　269
11.2　条件变量通信机制　271
11.2.1　条件变量基本原理　271
11.2.2　初始化或损坏条件变量　273
11.2.3　取消阻塞一个或所有等待条件变量的线程　274
11.2.4　等待或定时等待条件变量　274
11.2.5　初始化或破坏条件变量属性对象　276
11.2.6　读取/设置条件变量争用范围　277
11.2.7　条件变量应用实例　277
11.3　读写锁通信机制　281
11.3.1　读写锁基本原理　281
11.3.2　初始化或损坏读写锁　282
11.3.3　解除读写锁定　283
11.3.4　锁定或非阻塞锁定用于读取的读写锁　283
11.3.5　锁定或非阻塞锁定用于写入的读写锁　284
11.3.6　初始化或破坏读写锁定属性对象　284
11.3.7　读写锁属性设置　285
11.3.8　读写锁应用实例　286
11.4　线程信号量　289
11.4.1　线程信号量基本原理　289
11.4.2　无名线程信号量管理　291
11.4.3　无名线程信号量应用实例　293
11.4.4　命名线程信号量管理　296
11.5　线程信号　299
11.5.1　线程信号管理　299
11.5.2　示例程序　300

第12章　Linux Socket网络编程　303
12.1　网络通信基础　304
12.1.1　TCP/IP协议簇基础　304
12.1.2　IPV4基础　305
12.1.3　IP数据包头　307
12.1.4　TCP数据包头　309
12.1.5　UDP数据包头　311
12.2　Socket通信基本概念及过程　312
12.2.1　Socket对象实现　312
12.2.2　面向连接的Socket通信实现　314
12.2.3　面向无连接的Sockek通信实现　320
12.3　面向连接的TCP套接字编程实例　322
12.3.1　使用AF_UNIX实现本机数据流通信　322
12.3.2　使用AF_INET实现数据流通信　325
12.4　面向无连接的UDP套接字编程实例　328
12.5　其他Socket API应用编程　331
12.5.1　socketpair实现本地进程间通信　331
12.5.2　获取/设置socket状态　333
12.5.3　获取网络主机条目　334
12.5.4　获取服务条目　338
12.5.5　获取/设置或结束协议条目　339
12.5.6　地址转换管理操作　340
12.5.7　地址操作例行程序　341

附录A　GCC参数说明　343
附录B　gdb命令手册　367
附录C　vim参考手册　383
附录D　Emacs编辑器　395
附录E　CVS服务器配置　401