GNU/LINUX環(huán)境編程

前言

GNU／Linux是操作系統(tǒng)中的“瑞士車(chē)刀”。從最小的設(shè)備(如蘋(píng)果的iPod)到最大的設(shè)備(如；IBM的“藍(lán)色基因”巨型機(jī))中部可以看到它的蹤影。你會(huì)發(fā)現(xiàn)GNU／Linux運(yùn)行在很多不同的架構(gòu)中，從老式的x86處理器到PlayStation3使用的cell處理器，不一而舉。本書(shū)提供GNU／Linux操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)。無(wú)論你是為iPod還是BlueGene開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，所需要的編程概念與API均可以在本節(jié)中找到。 本書(shū)內(nèi)容 本書(shū)全面介紹GNU／Linux環(huán)境下應(yīng)用程序丌發(fā)的所有知識(shí)。全書(shū)五部分，包含GNU工具、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、shell與腳本、調(diào)試與硬化及——些介紹性的主題，如虛擬化基礎(chǔ)。 具體包含以下主題。 GNU／Linux架構(gòu)與虛擬機(jī)制。 GNU工具，如GCC、make、automake／autoconf、源代碼擰制系統(tǒng)、GNU Debugger以及GNUplot。 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，如庫(kù)(靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的)、文件管理、管道、套接字、編程等。 GNU／Linux進(jìn)程模型(包括線程)和POSIX IPC機(jī)制(消息序列、旗語(yǔ)及共享內(nèi)存)。 shell與腳本基礎(chǔ)，從相應(yīng)的GNU／Linux命令到Bash、Ruby以及Python。sed和awk文本管理，flex和bison語(yǔ)法分析器生成。 本書(shū)還覆蓋調(diào)試和硬化技術(shù)，包括軟件測(cè)試工具、覆蓋測(cè)試和利用GCov和GProf的剖析及內(nèi)存調(diào)試工具(如valgrind等)。 本書(shū)配套資源 本書(shū)面向的讀者 如果你想學(xué)習(xí)如何開(kāi)發(fā)運(yùn)行與GNU／Linux操作系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用程序，或者想擴(kuò)充知識(shí)以進(jìn)入更高深的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，那么本書(shū)就是為你而寫(xiě)的，本節(jié)適合GNU／Linux初級(jí)和中級(jí)程序開(kāi)發(fā)人員閱讀與參考。書(shū)中覆蓋相關(guān)的工具、API及開(kāi)發(fā)技術(shù)，并通過(guò)大量實(shí)例來(lái)闡明如何使用GNU／Linux的API。

內(nèi)容概要

GNU/Linux也稱(chēng)Linux，被譽(yù)為操作系統(tǒng)中的“瑞士軍刀”。從iPod之類(lèi)的小型設(shè)備到IBM的Blue Gene之類(lèi)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，都可以看到它的”芳蹤”。GNU/LinuX可以運(yùn)行于大眾化體系結(jié)構(gòu)之上，從老式的x86處理器到最新的Play Station 3游戲機(jī)采用的cell處理器，不一而舉?！　”緯?shū)詳細(xì)介紹如何開(kāi)發(fā)可以運(yùn)行于GNU/Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序，經(jīng)過(guò)全面修訂的第2版涵括所有必要的工具和編程技術(shù)，提供豐富的例子來(lái)說(shuō)明GNU/Linux API的使用。　　GNU/Linux架構(gòu)與虛擬化技術(shù)　　GNU工具，如GCC，make、automake/autoconf，源代碼控制系統(tǒng)，GNU Debugger和Gnuplot　　應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)主題，包括庫(kù)(動(dòng)態(tài)的和靜態(tài)的)、文件處理、管道、套接字和編程基礎(chǔ)等　　GNU/Linux過(guò)程模型(包括線程)和POSIXIPC機(jī)制(如消息隊(duì)列、旗語(yǔ)和共享內(nèi)存)　　shell和腳本編程基礎(chǔ)，從常用的GNU/Linux命令到Bash、Ruby和Python　　sed和AWK文本處理，flex和bison解析器　　調(diào)試和代碼硬化技術(shù)，包括軟件測(cè)試工具、覆蓋測(cè)試和GCov和GPro概要和內(nèi)存調(diào)試工具等　　本書(shū)針對(duì)Linux程序員，本書(shū)詳細(xì)介紹如何開(kāi)發(fā)高性能、高安全性的應(yīng)用程序。經(jīng)過(guò)全面修訂的第2版涵括所有必要的工具和編程技術(shù)，提供豐富示例來(lái)說(shuō)明GNU/Linux APl的用法。全書(shū)共5部分34章，主題涉及GNU工具，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，shell與腳本編程，調(diào)試和提高安全性，虛擬化技術(shù)。凡此種種，吸引著近萬(wàn)名程序員選擇本書(shū)宋學(xué)習(xí)GNU/Linux編程技術(shù)?！　”緯?shū)淺顯易懂，從全局介紹Linux編程基礎(chǔ)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)Linux編程利器的使用，對(duì)Linux程序員具有重要的參考和指導(dǎo)作用。

作者簡(jiǎn)介

M．Tim Jones是一名嵌入式軟件架構(gòu)師，也是多部暢銷(xiāo)書(shū)的作者，代表作有AI Application Programming,BSD Sockets Proqramming from a Multilanguage Perspective，Artificial Intelligence：A Systems Approach，還發(fā)表過(guò)大量技術(shù)文章。他的工程背景很豐富，曾經(jīng)為太空船開(kāi)發(fā)過(guò)內(nèi)核，也開(kāi)發(fā)過(guò)嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)和聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。Tim目前在科羅拉多Longmont的Emulex公司擔(dān)任顧問(wèn)工程師。

書(shū)籍目錄

第Ⅰ部分　導(dǎo)論 　第1章　GNU/Linux的歷史 　第2章　GNU/Linux系統(tǒng)架構(gòu) 　第3章　自由軟件開(kāi)發(fā) 　第4章　Linux虛擬化與仿真 第Ⅱ部分　GNU工具 　第5章　GNU編譯工具鏈 　第6章　應(yīng)用GNU make構(gòu)建軟件 　第7章　庫(kù)的構(gòu)建與使用 　第8章　用automake／affcoconf打包 　第9章　GNU／Linux的源碼控制 　第10章　應(yīng)用Gnuplot進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化 第Ⅲ部分　應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)主題 　第11章　GNU/Linux的文件操作 　第12章　管道編程 　第13章　套接字編程簡(jiǎn)介 　第14章　GNU／Linux進(jìn)程模型 　第15章　POSIX線程(P線程)編程 　第16章　消息隊(duì)列IPC 　第17章　旗語(yǔ)同步 　第18章　共享內(nèi)存編程 　第19章　高級(jí)文件操作 　第20章　其他應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)主題 第Ⅳ部分　GNU／Linux的shell與腳本 　第21章　GNU／Linux標(biāo)準(zhǔn)命令 　第22章　Bourne-Again shell(Bash) 　第23章　使用sed進(jìn)行編輯 　第24章　使用awk進(jìn)行文本處理 　第25章　使用flex和bison 　第26章　Ruby腳本編程 　第27章　Python腳本編程 　第28章　GNU／Linux管理基石出 第Ⅴ部分　調(diào)試與測(cè)試 　第29章　軟件單元測(cè)試框架 　第30章　用GDB進(jìn)行調(diào)試 　第31章　代碼硬化 　第32章　用GNU gcoy進(jìn)行覆蓋測(cè)試 　第33章　用GNU gprof進(jìn)行 　第34章　高級(jí)調(diào)試主題 附錄　縮寫(xiě)與部分　縮寫(xiě)詞

章節(jié)摘錄

插圖：完全虛擬化完全虛擬化方法為客戶(hù)操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例，使客戶(hù)操作系統(tǒng)可以不加修改地運(yùn)行。虛擬機(jī)模擬底層硬件的某些部分，捕捉需要由管理程序（虛擬機(jī)監(jiān)視器）進(jìn)行仲裁的調(diào)用。這種虛擬化模式如圖4.1所示。完全虛擬化要求所有的操作系統(tǒng)都是針對(duì)同一處理器架構(gòu)開(kāi)發(fā)的，這是一個(gè)很普通的要求，實(shí)驗(yàn)性的或開(kāi)發(fā)中的系統(tǒng)可能不能滿足這一點(diǎn)。運(yùn)行中各個(gè)操作系統(tǒng)都不加改動(dòng)并且不知道它是在一個(gè)虛擬平臺(tái)上執(zhí)行。此外，完全虛擬化可以在支持虛擬化的硬件上運(yùn)行。虛擬化當(dāng)中最大的問(wèn)題是如何處理特殊的特權(quán)模式指令。這些指令必須被正確捕捉并且由管理程序處理。所以在一個(gè)未加修改的操作系統(tǒng)中（沒(méi)有虛擬化硬件），必須找出這些調(diào)用并轉(zhuǎn)換為管理程序調(diào)用。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為代碼掃描，其結(jié)果是向原始代碼中找到的特權(quán)捕獲指令處插入管理程序調(diào)用代碼。準(zhǔn)虛擬化最近的公告修改了“準(zhǔn)虛擬化”的定義。早期的準(zhǔn)虛擬化方法要求對(duì)修改客戶(hù)操作系統(tǒng)，使得操作系統(tǒng)知道它實(shí)際上已經(jīng)被虛擬化了。這意味著更高的性能（因?yàn)椴槐剡M(jìn)行代碼掃描），但也限制了能被虛擬化的操作系統(tǒng)（見(jiàn)圖4.5）。但是現(xiàn)在，準(zhǔn)虛擬化的定義已經(jīng)變化了。擁有了支持虛擬化的硬件，操作系統(tǒng)的修改不再必要。這意味著所有的操作系統(tǒng)都可以被虛擬化，因?yàn)樘摂M化對(duì)各個(gè)客戶(hù)操作系統(tǒng)都是透明的（見(jiàn)圖4.6）。

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