【正文】 Linux環(huán)境高級(jí)編程 李 林 電子科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院 自我介紹 ? 姓名：李林 ? 專業(yè)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? 學(xué)位：博士 ? 職稱：副教授 ? 研究方向： ? 操作系統(tǒng)及安全 ? 分布式計(jì)算 ? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) QoS 自我介紹 ? 技術(shù)背景： ? 熟悉 windows內(nèi)核程序設(shè)計(jì) ? 熟悉 windows API/MFC/ATL/WTL的應(yīng)用開發(fā) ? 熟悉 Linux下基于 API的應(yīng)用開發(fā) ? 熟悉 Linux下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā) ? 熟悉 Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)模塊開發(fā) ? 熟悉 erlang應(yīng)用開發(fā) ? Email： 第一講 前言 ? 教學(xué)目的 ? 課程主要內(nèi)容及安排 ? 學(xué)習(xí)方法 ? 學(xué)習(xí)資料推薦 ? 編程環(huán)境介紹 第一講 前言 ? 教學(xué)目的 ? 課程主要內(nèi)容及安排 ? 學(xué)習(xí)方法 ? 學(xué)習(xí)資料推薦 ? 編程環(huán)境介紹 教學(xué)目的 ? 作為程序員，為什么要學(xué)習(xí) Linux程序設(shè)計(jì)？ ? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)越來越普及，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益 ? 單機(jī)版程序越來越弱化，各種應(yīng)用將放置于云端（桌面應(yīng)用 web化、 web中心化、 SaaS、云計(jì)算？？？） ? Linux是后臺(tái)系統(tǒng)首選的操作系統(tǒng) 7 教學(xué)目的 ? Linux上的程序設(shè)計(jì)涉及到的內(nèi)容很多： ?Shell編程 ?各種 Web后臺(tái)技術(shù)： PHP， Python， Ruby…. ?數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)： MySql， Oracle， Sybase……. ?各類開發(fā)語言： erlang， scalar…… ?Linux內(nèi)核程序設(shè)計(jì) ?底層的基于操作系統(tǒng) API的 socket編程技術(shù) ? 本課程的關(guān)注點(diǎn)？ 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 四 個(gè) 層 次 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 硬件工程師 包括固件程序 微碼的編寫 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 內(nèi)核工程師 包括驅(qū)動(dòng)、各類 內(nèi)核模塊開發(fā) 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 應(yīng)用開發(fā)工程師 基于 API的程序 開發(fā) 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 應(yīng)用開發(fā)工程師 使用各種庫(kù)進(jìn)行 開發(fā) 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 應(yīng)用程序開發(fā) 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 應(yīng)用程序開發(fā) 本課程關(guān)注點(diǎn) 從程序員視角看計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬 件 設(shè) 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫(kù) 其他庫(kù) 或平臺(tái) 應(yīng)用程序開發(fā) 本課程關(guān)注點(diǎn) 理清學(xué)習(xí)思路 教學(xué)目的 ? 本課程以 Linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過介紹該系統(tǒng)的 API，使同學(xué)們掌握 Linux系統(tǒng)調(diào)用的基本使用方法。 ? 同時(shí)，也希望通過本課程的教學(xué)，使同學(xué)們初步掌握按照當(dāng)代程序設(shè)計(jì)思想靈活運(yùn)用 API的方法，以提高學(xué)生在 Linux環(huán)境下進(jìn)行程序開發(fā)的能力和水平。 ? 為此，本課程開發(fā)了一個(gè)面向?qū)ο蟮膱?zhí)行體類庫(kù) 什么是系統(tǒng)調(diào)用和庫(kù) ? 過去 windows使用 0x2e號(hào)中斷作為系統(tǒng)調(diào)用入口，而 linux使用 0x80號(hào)。 ? 現(xiàn)在仍然可以使用 0x80 ? 示例 ? 編譯方法：需要安裝 nasm ? nasm –f elf64 ? gcc o hello ? 調(diào)試： gdb ? disass main //段名 ? 找到地址后， b *addr ? r 什么是系統(tǒng)調(diào)用和庫(kù) ? Intel提供了 sysenter/sysexit指令，可以在 long mode下運(yùn)行，但是在 AMD上這組指令無效。 ? Intel不支持 32位中使用 syscall/sysret，但和 AMD相同，在 64位下支持 ? 所以，為了兼容性，在 64位下使用 syscall/sysret ? 示例 什么是系統(tǒng)調(diào)用和庫(kù) ? 從某種意義上將， C庫(kù)實(shí)際上是對(duì)系統(tǒng)調(diào)用的包裹。 ? 通常，把包裹之后的函數(shù)成為 API ? 示例 ? 真正的入口點(diǎn) ? 如何調(diào)試 C庫(kù) 第一講 前言 ? 教學(xué)目的 ? 課程主要內(nèi)容及安排 ? 學(xué)習(xí)方法 ? 學(xué)習(xí)資料推薦 ? 編程環(huán)境介紹 課程主要內(nèi)容及安排 ? 總學(xué)時(shí)： 20學(xué)時(shí) ? 教材 ? Linux程序設(shè)計(jì)實(shí)踐，李林 段翰聰 著，電子科技大學(xué)出版社 ? 參考資料 ? UNIX環(huán)境高級(jí)編程 ， Stevens，人民郵電出版社 ? 考核方式 ? 考查（平時(shí)作業(yè) ） ? 有問題、錯(cuò)誤時(shí)，隨時(shí)打斷提問 課程主要內(nèi)容 ? 操作系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容過多，不可能面面俱到，只能討論重點(diǎn)內(nèi)容 ? 如何組織重點(diǎn)內(nèi)容？本課程將討論如何設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)一個(gè)執(zhí)行體模型的程序庫(kù)，并以此為線索，覆蓋重點(diǎn)內(nèi)容 ? 執(zhí)行體模型程序庫(kù) ? 面向?qū)ο蟮?——類庫(kù) ? 封裝了基本的執(zhí)行體：線程、進(jìn)程 ? 封裝了執(zhí)行體常見的創(chuàng)建方式、同步方式、通信方式 ? 執(zhí)行體程序庫(kù) 課程 所涉及的內(nèi)容 ? 執(zhí)行體類庫(kù)的日志實(shí)現(xiàn) ? 文件的基本操作、文件操作的 I/O效率分析、庫(kù)函數(shù)出錯(cuò)處理、日志類的實(shí)現(xiàn) ? 線程的封裝 ? 線程的基本概念、線程創(chuàng)建與終止、多種程序設(shè)計(jì)思想封裝線程的創(chuàng)建、線程同步的封裝、windows消息循環(huán)機(jī)制在 Linux的重現(xiàn)與封裝 ? 進(jìn)程的封裝 ? 進(jìn)程的創(chuàng)建與終止、多種程序設(shè)計(jì)思想封裝進(jìn)程的創(chuàng)建、進(jìn)程同步的封裝、進(jìn)程通信的封裝 25 Linux環(huán)境高級(jí)編程實(shí)驗(yàn) ? 4~9周，將開設(shè) 《 Linux環(huán)境高級(jí)編程實(shí)驗(yàn) 》一課 ? 主要內(nèi)容包括： ?高級(jí)編程環(huán)境學(xué)習(xí)（ vi的高級(jí)使用， make的使用、 gdb的使用、測(cè)試驅(qū)動(dòng)工具 googletest使用） ?序列化模型實(shí)現(xiàn) ?基本網(wǎng)絡(luò)程序框架實(shí)現(xiàn) ?通用插件框架實(shí)