1.1 Основной инструментарий разработчика Linux
Установка набора компиляторов GCC, утилиты make и текстового редактора Vim:$ sudo apt-get install git
$ gcc --version
$ make --version
Для того чтобы сделать Vim красивым надо отредактировать его rc-файл:
$ vim ~/.vimrc
set number
colorscheme darkblue
Для сохранения конфигурации надо дать команду :wq.
Компиляция программы в простой исполняемый файл:
$ gcc -o hello main.c
В Linux текущий каталог не входит в набор для поиска путей программ, поэтому требуется вводить ./, например ./hello.
Для того чтобы в окне Vim открыть второй файл надо дать команду :sp . и выбрать файл. Окно Vim разделится на две части. Третий файл можно открыть командой :vs . при этом верхняя часть окна разделится на две части.
Для создания пустого файла в Linux используется команда touch.
Ключик -c говорит gcc выполнить только этап компиляции, без линковки.
$ gcc -o hello.o -c hello.c
$ gcc -o main.o -c main.c
Для просмотра списка файлов используется команда ll.
Линковка в единый исполняемый модуль:
$ gcc -o hello hello.o main.o
Компиляция разделяемой библиотеки:
$ gcc -o libHello.so -shared -fPIC hello.c
Имена (символы), которые библиотека экспортирует и импортирует:
$ nm libHello.so
$ man nm
Получение программы, которая использует динамическую библиотеку:
$ gcc main.c -L. -lHello -o hello
Ответственным объектом по поиску динамических библиотек является системный сервис ld.
$ export LD_LIBRARY_PATH=.
$ ./hello
Утилитой c++filt можно расшифровать С++ имя после манглинга. Отключить манглинг для C++ можно следующим образом:
#ifndef __HELLO__ #define __HELLO__ extern "C" void hello_message(const char *name); #endif
Утилита make - это утилита для управления зависимостями.
Цели buildall и clean:
$ vim Makefile
$ make
$ make clean
$ make lib
Библиотеки, которые использует модуль:
$ ldd hello
$ ldd libHello.so
1.3 Runtime линковка. Libdl
В ряде случаев требуется линковать библиотеки прямо в runtime. Схема динамической линковки в runtime:
Makefile
main.c
LD_LIBRARY_PATH позволяет указать, где dlopen будет искать библиотеки.
Программист должен вручную привести указатель возвращаемый dlsym к типу вызываемой функции.
1.4 Обработка параметров командной строки. Getopt
$ man 3 getoptОпция может иметь длинную и короткую форму.
Опции могут иметь собственные аргументы.
Каждая пара опций командной строки (короткая версия, длинная версия) описывается структурой option.
3.1 Базовые функции работы с файлами
Файл – это именованная последовательность байт на жестком диске. Все файлы связаны иерархической системой имен, начинающейся с символа /. Файлу сопоставлен набор атрибутов, таких как имя, время доступа к файлу, размер...
Файл - это еще и системный интерфейс.
Функции, которые относятся к системному интерфейсу доступа к файлам в Linux:
- ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count)
- int open(const char *pathname, int flags);
- ...
Все системные вызовы описаны во втором наборе man-страниц.
Флажки при открытии файла: O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR.
$ man 2 open
- O_CREAT - Файл будет создан при открытии, если не существует, при наличии соответствующих прав.
- O_APPEND - Режим добавления. Перед каждым вызовом write указатель на текущую позицию будет перемещен в конец файла.
- O_RDONLY - Файл в режиме только для чтения.
- O_TRUNC - Если файл существует, то при открытии его содержимое будет удалено.
- O_RDWR - Файл открывается для чтения и записи.
3.2 Работа с каталогами и путями
3.3 Ссылки
$ touch test
$ vim test
$ stat test
$ ln test test.hardlink
$ stat test.hardlink
$ ln -s test.softlink
$ stat test.softlink
$ rm test
$ cat test.softlink
$ cat test.softlink
Если мы не хотим открывать ссылки, то это делается с помощью флажка O_NOFOLLOW.
С помощью флажка O_PATH можно открыть файл символической ссылки.
3.4 Файловая система /proc. Построение дерева процессов
Для того чтобы обнаружить какие вызовы выполняет приложение и какие системные вызовы выполняет приложение в нашем распоряжении есть две утилиты:
$ man ltrace
$ man strace
Как использовать файловый интерфейс для того чтобы обращаться в память ядра:
Команда mount выводит все точки форматирования.
Команда echo $$ выводит идентификатор нашего процесса.
Текущий каталог нашего процесса:
$ ls -la /proc/25040/cwd
- environ - переменные окружения;
- limits - ограничения, которые заданы процессу;
- ns - информация о пространствах имен;
- status - статистика.
Информация о процессорах:
$ cat /proc/cpuinfo |less
4.1 Жизненный цикл процесса в Linux
Дерево процессов:$ pstree -p
Понятия, которые могут принадлежать процессу или являться его атрибутами:
- пространство файловых имен
- Состояние регистров
- Память (адресное пространство)
- Полномочия (credentials)
- Код возврата
- PID
4.2 Создание процессов fork/exec
Механизмы создания процессов:
fork:
exec:
$ man 2 execve
Схема создания нового процесса:
- fork может быть использован без exec, если код потомка содержится в том же бинарном файле что и код родителя.
- exec замещает текущую память процесса новым образом.
- fork копирует текущий процесс, таким образом, что состояние памяти оказывается одинаковым у родителя и потомка.
$ man 2 wait
- Семейство функций wait позволяет дождаться изменения состояния процесса-потомка.
- Если родитель не запросил код возврата у завершенного процесса-потомка, то он превращается в "зомби".
- wait является синхронной и блокирует процесс, который ее вызвал.
4.3 Атрибуты создаваемого процесса. Системный вызов clone
В Linux процесс рассматривается как единица планирования.
Демонстрация вызова clone:
Флажок CLONE_PARENT:
4.4 Процессы-демоны
5.1 Виды межпроцессного взаимодействия в Linux
- Файлы, содержащие 1 байт и 20 байт будут иметь при хранении на диске один и тот же размер.
- Каждая файловая система предлагает свой набор атрибутов файла.
- Разные приложения могут читать из одного и того же файла не заботясь о синхронизации.
5.2 Каналы
$ man pipe
$ man popen
$ man 3 mkfifo
5.3 Сигналы
$ man kill
Список сигналов:
$ kill -l
$ man 2 kill
5.4 Разделяемая память
Список регионов shared memory:
$ ipcs -m
5.5 Мультиплексирование ввода-вывода
