高等学校计算机应用规划教材 Linux编程
作者：徐钦桂，徐治根，黄培灿，谢伟鹏编著
出版时间：2019年版
丛编项： 高等学校计算机应用规划教材
内容简介
《Linux编程》全面讲述Linux环境下基于C语言的系统编程技术以及相关的理论原理，主要内容包括Linux基本操作、Shell编程、系统I/O编程、文件系统、进程控制原理、多进程并发编程、信号机制、线程概念、多线程并发编程、同步与互斥的概念、基于信号量与P/V操作解决同步及互斥问题、经典同步问题、网络编程、并发网络应用编程等，《Linux编程》安排有大量的程序实例、课后作业，还设计了很多示意图，以帮助读者理解、运用书中介绍的概念、原理和技术。《Linux编程》内容丰富、结构合理、思路清晰、语言简明流畅、示例翔实，可作为高等院校计算机类专业操作系统、Linux编程等课程的教材，还可作为C程序设计、嵌入式开发的参考资料。
目录
第1章 Linux系统文件操作 1
1.1 UNIX/Linux操作系统简介 1
1.1.1 UNIX简介 1
1.1.2 Linux概述 2
1.2 Linux系统目录结构 3
1.3 Linux系统的安装、启动、登录、
用户界面与命令格式 5
1.3.1 在VMware中用快照快速安装
Linux虚拟机系统 5
1.3.2 启动与登录Linux 5
1.3.3 三种系统操作界面 6
1.3.4 Linux命令格式和说明 7
1.4 Linux文件、目录操作及文件
属性、权限 9
1.4.1 目录路径与目录操作 9
1.4.2 文件属性与权限 13
1.4.3 Linux文件操作命令 14
1.4.4 修改文件属性 19
1.4.5 使用通配符(“*”和“？”)匹配
文件名 21
1.4.6 文件的压缩与打包 22
1.5 输入输出重定向和管道 23
1.6 本章小结 24
课后作业 25
第2章 Linux Shell编程 26
2.1 Shell编程基本概念 26
2.1.1 Shell脚本程序的结构 27
2.1.2 Shell脚本的创建与执行方法 27
2.1.3 Shell变量与赋值表达式 28
2.1.4 Shell输入输出语句 29
2.1.5 终止脚本执行和终止状态 29
2.2 Shell数学运算与字符串处理 32
2.2.1 Shell数学运算 32
2.2.2 Shell字符串处理 32
2.3 Shell条件与if控制结构 33
2.3.1 if语句 34
2.3.2 test命令 36
*2.3.3 复合条件检查 39
2.3.4 case语句 40
2.4 循环结构 40
2.4.1 for循环结构 41
2.4.2 while循环结构 42
2.4.3 until循环结构 43
2.5 Linux全局变量和环境变量 44
2.5.1 Linux Shell层次结构 44
2.5.2 Shell全局变量与局部变量 45
2.5.3 Linux环境变量 46
*2.5.4 Shell变量的删除和只读设置
方法 48
2.5.5 Shell数组的定义和使用方法 48
2.6 Linux文件I/O、I/O重定向和管道 49
2.6.1 标准文件描述符 49
2.6.2 I/O重定向 50
2.6.3 管道 51
2.6.4 从文件获取输入 52
2.7 命令行参数 52
*2.8 Shell函数 53
*2.8.1 函数的基本用法 53
*2.8.2 向函数传递参数 54
2.9 本章小结 54
课后作业 55
第3章 Linux C编程环境 57
3.1 Linux C程序的编译与执行 57
3.1.1 Linux环境下C程序的编译与
执行过程 57
3.1.2 编译多个源文件 61
3.1.3 使用头文件和库文件 62
*3.1.4 使用gcc创建自定义库文件 65
3.1.5 gcc常用命令选项及用法 67
3.2 Linux常用自带系统库 68
3.2.1 数学函数 68
3.2.2 环境控制函数 69
3.2.3 字符串处理函数 69
3.2.4 时间函数 70
3.2.5 数据结构算法函数 71
3.3 诊断和处理Linux编程错误 75
3.3.1 诊断和处理编译错误 75
3.3.2 处理系统调用失败 80
3.3.3 用断言检查程序状态错误 84
*3.4 用GDB/ddd调试器诊断运行
错误 85
*3.4.1 用GDB调试程序运行错误的
实例 85
*3.4.2 常用GDB命令 88
*3.4.3 用ddd/GDB调试程序 89
3.5 命令行参数和环境变量的
读取方法 90
3.5.1 环境变量及其使用方法 90
3.5.2 命令行参数的使用方法 91
*3.6 make工具 92
*3.6.1 引入make工具的原因 92
*3.6.2 用makefile描述源文件间的
依赖关系 93
*3.6.3 引入伪目标以增强makefile功能 94
*3.6.4 用变量优化makefile文件 95
3.6.5 用预定义变量和隐含规则
简化makefile文件 96
3.7 本章小结 97
课后作业 98
第4章 输入输出与文件系统 101
4.1 文件系统层次结构 101
4.1.1 文件系统层次结构简介 101
4.1.2 文件I/O库函数 102
4.2 系统I/O概念与文件操作编程 103
4.2.1 UNIX I/O 103
4.2.2 文件打开和关闭函数 104
4.2.3 文件读写编程与读写性能
改进方法 107
4.2.4 文件定位与文件内容随机读取 111
4.2.5 任意类型数据的文件读写 113
4.2.6 用文件读写函数操作设备 115
4.3 内核文件I/O数据结构及应用 117
4.3.1 文件描述符和标准输入输出 117
4.3.2 文件打开过程 118
4.3.3 内核文件I/O数据结构共享原理 119
4.3.4 dup和I/O重定向 120
*4.4 用RIO包增强UNIX I/O功能 124
*4.4.1 RIO的无缓冲的输入输出函数 124
*4.4.2 RIO带缓冲的输入函数 125
4.5 文件组织 128
4.5.1 文件属性、目录项与目录 128
4.5.2 逻辑地址与物理地址 129
4.5.3 创建和读写文件 130
4.5.4 一体化文件目录和分解目录 132
4.5.5 Linux分解式目录管理 133
4.5.6 读取文件元数据 135
4.5.7 文件搜索和当前目录 136
4.6 文件物理结构 137
4.6.1 外存组织方式 137
4.6.2 管理磁盘空闲盘块 141
4.6.3 文件系统结构格式 143
4.7 本章小结 144
课后作业 144
第5章 进程管理与控制 151
5.1 逻辑控制流和并发流 151
5.2 进程的基本概念 153
5.2.1 进程概念、结构与描述 153
5.2.2 进程的基本状态及状态转换 155
5.2.3 对进程PCB进行组织 156
5.2.4 进程实例 157
5.2.5 操作进程的工具 158
5.2.6 编程读取进程属性 160
*5.2.7 进程权限和文件特殊权限位 161
5.3 进程控制 163
5.3.1 创建进程 163
5.3.2 多进程并发特征与执行流程
分析 170
5.3.3 进程的终止与回收 173
5.3.4 让进程休眠 177
5.3.5 加载并运行程序 178
5.3.6 fork和exec函数的应用实例 180
*5.3.7 非本地跳转 184
5.3.8 进程与程序的区别 186
5.4 信号机制 186
5.4.1 信号概念 186
5.4.2 信号术语 188
5.4.3 发送信号的过程 188
5.4.4 接收信号的过程 191
*5.4.5 信号处理问题 193
*5.4.6 可移植信号处理 197
*5.4.7 信号处理引起的竞争 198
*5.5 守护进程 201
5.6 进程、内核与系统调用间的
关系 203
5.7 本章小结 204
课后作业 205
第6章 线程控制与同步互斥 211
6.1 线程概念 211
6.1.1 什么是线程 211
6.1.2 线程执行模型 212
6.1.3 多线程应用 213
6.1.4 第一个线程 213
6.2 多线程并发特征与编程方法 215
6.2.1 Pthreads线程API 215
6.2.2 多线程并发特征 217
6.2.3 线程间数据传递 219
6.3 多线程程序中的共享变量 221
6.3.1 进程的用户地址空间结构 222
6.3.2 变量类型和运行实例 223
6.3.3 共享变量的识别 223
6.4 线程同步与互斥 224
6.4.1 变量共享带来的同步错误 224
6.4.2 临界资源、临界区、进程(线程)
互斥问题 229
6.4.3 用信号量与P/V操作保证临界区
互斥执行 230
6.4.4 用信号量及P/V操作解决资源
调度问题 233
6.4.5 用Pthreads同步机制实现线程的
互斥与同步 237
6.4.6 共享变量的类型与同步编程小结 242
6.5 经典同步问题 242
6.5.1 生产者/消费者问题 243
6.5.2 读者/写者问题 245
*6.6 其他同步机制 246
*6.6.1 AND型信号量 246
*6.6.2 信号量集 247
*6.6.3 条件变量 248
*6.6.4 管程 250
*6.7 多线程并发的其他问题 251
*6.7.1 线程安全 251
*6.7.2 可重入性 253
*6.7.3 线程不安全库函数 254
*6.7.4 线程竞争 254
6.8 使用多线程提高并行性 257
6.8.1 顺序程序、并发程序和并行
程序 257
6.8.2 并行程序应用示例 258
6.8.3 使用线程管理多个并发活动 262
6.9 本章小结 264
课后作业 265
