【正文】 Linux環(huán)境高級編程 李 林 電子科技大學 計算機學院 自我介紹 ? 姓名：李林 ? 專業(yè)：計算機系統(tǒng)結構 ? 學位：博士 ? 職稱：副教授 ? 研究方向： ? 操作系統(tǒng)及安全 ? 分布式計算 ? 計算機網絡 QoS 自我介紹 ? 技術背景： ? 熟悉 windows內核程序設計 ? 熟悉 windows API/MFC/ATL/WTL的應用開發(fā) ? 熟悉 Linux下基于 API的應用開發(fā) ? 熟悉 Linux下網絡應用程序開發(fā) ? 熟悉 Linux內核網絡模塊開發(fā) ? 熟悉 erlang應用開發(fā) ? Email： 第一講 前言 ? 教學目的 ? 課程主要內容及安排 ? 學習方法 ? 學習資料推薦 ? 編程環(huán)境介紹 第一講 前言 ? 教學目的 ? 課程主要內容及安排 ? 學習方法 ? 學習資料推薦 ? 編程環(huán)境介紹 教學目的 ? 作為程序員，為什么要學習 Linux程序設計？ ? 計算機網絡越來越普及，帶來了巨大的經濟效益 ? 單機版程序越來越弱化，各種應用將放置于云端（桌面應用 web化、 web中心化、 SaaS、云計算？？？） ? Linux是后臺系統(tǒng)首選的操作系統(tǒng) 7 教學目的 ? Linux上的程序設計涉及到的內容很多： ?Shell編程 ?各種 Web后臺技術： PHP， Python， Ruby…. ?數(shù)據庫技術： MySql， Oracle， Sybase……. ?各類開發(fā)語言： erlang， scalar…… ?Linux內核程序設計 ?底層的基于操作系統(tǒng) API的 socket編程技術 ? 本課程的關注點？ 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 四 個 層 次 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 硬件工程師 包括固件程序 微碼的編寫 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 內核工程師 包括驅動、各類 內核模塊開發(fā) 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 應用開發(fā)工程師 基于 API的程序 開發(fā) 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 應用開發(fā)工程師 使用各種庫進行 開發(fā) 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 應用程序開發(fā) 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 應用程序開發(fā) 本課程關注點 從程序員視角看計算機系統(tǒng) 硬 件 設 備 操作系統(tǒng) API層 Shell C/C++ 庫 其他庫 或平臺 應用程序開發(fā) 本課程關注點 理清學習思路 教學目的 ? 本課程以 Linux操作系統(tǒng)為基礎，通過介紹該系統(tǒng)的 API，使同學們掌握 Linux系統(tǒng)調用的基本使用方法。 ? 同時，也希望通過本課程的教學，使同學們初步掌握按照當代程序設計思想靈活運用 API的方法，以提高學生在 Linux環(huán)境下進行程序開發(fā)的能力和水平。 ? 為此，本課程開發(fā)了一個面向對象的執(zhí)行體類庫 什么是系統(tǒng)調用和庫 ? 過去 windows使用 0x2e號中斷作為系統(tǒng)調用入口，而 linux使用 0x80號。 ? 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 ? 調試： gdb ? disass main //段名 ? 找到地址后， b *addr ? r 什么是系統(tǒng)調用和庫 ? Intel提供了 sysenter/sysexit指令，可以在 long mode下運行，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)調用和庫 ? 從某種意義上將， C庫實際上是對系統(tǒng)調用的包裹。 ? 通常，把包裹之后的函數(shù)成為 API ? 示例 ? 真正的入口點 ? 如何調試 C庫 第一講 前言 ? 教學目的 ? 課程主要內容及安排 ? 學習方法 ? 學習資料推薦 ? 編程環(huán)境介紹 課程主要內容及安排 ? 總學時： 20學時 ? 教材 ? Linux程序設計實踐，李林 段翰聰 著，電子科技大學出版社 ? 參考資料 ? UNIX環(huán)境高級編程 ， Stevens，人民郵電出版社 ? 考核方式 ? 考查（平時作業(yè) ） ? 有問題、錯誤時，隨時打斷提問 課程主要內容 ? 操作系統(tǒng)程序設計所涉及的內容過多，不可能面面俱到，只能討論重點內容 ? 如何組織重點內容？本課程將討論如何設計、實現(xiàn)一個執(zhí)行體模型的程序庫，并以此為線索，覆蓋重點內容 ? 執(zhí)行體模型程序庫 ? 面向對象的 ——類庫 ? 封裝了基本的執(zhí)行體：線程、進程 ? 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 課程 所涉及的內容 ? 執(zhí)行體類庫的日志實現(xiàn) ? 文件的基本操作、文件操作的 I/O效率分析、庫函數(shù)出錯處理、日志類的實現(xiàn) ? 線程的封裝 ? 線程的基本概念、線程創(chuàng)建與終止、多種程序設計思想封裝線程的創(chuàng)建、線程同步的封裝、windows消息循環(huán)機制在 Linux的重現(xiàn)與封裝 ? 進程的封裝 ? 進程的創(chuàng)建與終止、多種程序設計思想封裝進程的創(chuàng)建、進程同步的封裝、進程通信的封裝 25 Linux環(huán)境高級編程實驗 ? 4~9周，將開設 《 Linux環(huán)境高級編程實驗 》一課 ? 主要內容包括： ?高級編程環(huán)境學習（ vi的高級使用， make的使用、 gdb的使用、測試驅動工具 googletest使用） ?序列化模型實現(xiàn) ?基本網絡程序框架實現(xiàn) ?通用插件框架實