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2016-01-01
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主编推荐语
按照APUE的脉络，以笔者多年的Linux开发经验为基础，从四个方面深入讲解Linux环境编程。
内容简介
本书内容涵盖：接口的功能使用介绍、接口缺陷分析、接口的内部实现机制、接口的错误码分析。本书将从一个全新的角度带领读者重新进入Linux环境编程，从应用出发，深入内核源码，研究Linux各接口的工作机制和原理。让读者不仅知其然，还知其所以然。
目录
- 版权信息
- 前言
- 为什么要写这本书
- 读者对象
- 如何阅读本书
- 勘误和支持
- 致谢
- 第0章 基础知识
- 0.1 一个Linux程序的诞生记
- 0.2 程序的构成
- 0.3 程序是如何“跑”的
- 0.4 背景概念介绍
- 0.4.1 系统调用
- 0.4.2 C库函数
- 0.4.3 线程安全
- 0.4.4 原子性
- 0.4.5 可重入函数
- 0.4.6 阻塞与非阻塞
- 0.4.7 同步与非同步
- 第1章 文件I/O
- 1.1 Linux中的文件
- 1.1.1 文件、文件描述符和文件表
- 1.1.2 内核文件表的实现
- 1.2 打开文件
- 1.2.1 open介绍
- 1.2.2 更多选项
- 1.2.3 open源码跟踪
- 1.2.4 如何选择文件描述符
- 1.2.5 文件描述符fd与文件管理结构file
- 1.3 creat简介
- 1.4 关闭文件
- 1.4.1 close介绍
- 1.4.2 close源码跟踪
- 1.4.3 自定义files_operations
- 1.4.4 遗忘close造成的问题
- 1.4.5 如何查找文件资源泄漏
- 1.5 文件偏移
- 1.5.1 lseek简介
- 1.5.2 小心lseek的返回值
- 1.5.3 lseek源码分析
- 1.6 读取文件
- 1.6.1 read源码跟踪
- 1.6.2 部分读取
- 1.7 写入文件
- 1.7.1 write源码跟踪
- 1.7.2 追加写的实现
- 1.8 文件的原子读写
- 1.9 文件描述符的复制
- 1.10 文件数据的同步
- 1.11 文件的元数据
- 1.11.1 获取文件的元数据
- 1.11.2 内核如何维护文件的元数据
- 1.11.3 权限位解析
- 1.12 文件截断
- 1.12.1 truncate与ftruncate的简单介绍
- 1.12.2 文件截断的内核实现
- 1.12.3 为什么需要文件截断
- 第2章 标准I/O库
- 2.1 stdin、stdout和stderr
- 2.2 I/O缓存引出的趣题
- 2.3 fopen和open标志位对比
- 2.4 fdopen与fileno
- 2.5 同时读写的痛苦
- 2.6 ferror的返回值
- 2.7 clearerr的用途
- 2.8 小心fgetc和getc
- 2.9 注意fread和fwrite的返回值
- 2.10 创建临时文件
- 第3章 进程环境
- 3.1 main是C程序的开始吗
- 3.2 “活雷锋”exit
- 3.3 atexit介绍
- 3.3.1 使用atexit
- 3.3.2 atexit的局限性
- 3.3.3 atexit的实现机制
- 3.4 小心使用环境变量
- 3.5 使用动态库
- 3.5.1 动态库与静态库
- 3.5.2 编译生成和使用动态库
- 3.5.3 程序的“平滑无缝”升级
- 3.6 避免内存问题
- 3.6.1 尴尬的realloc
- 3.6.2 如何防止内存越界
- 3.6.3 如何定位内存问题
- 3.7 “长跳转”longjmp
- 3.7.1 setjmp与longjmp的使用
- 3.7.2 “长跳转”的实现机制
- 3.7.3 “长跳转”的陷阱
- 第4章 进程控制：进程的一生
- 4.1 进程ID
- 4.2 进程的层次
- 4.2.1 进程组
- 4.2.2 会话
- 4.3 进程的创建之fork()
- 4.3.1 fork之后父子进程的内存关系
- 4.3.2 fork之后父子进程与文件的关系
- 4.3.3 文件描述符复制的内核实现
- 4.4 进程的创建之vfork()
- 4.5 daemon进程的创建
- 4.6 进程的终止
- 4.6.1 _exit函数
- 4.6.2 exit函数
- 4.6.3 return退出
- 4.7 等待子进程
- 4.7.1 僵尸进程
- 4.7.2 等待子进程之wait()
- 4.7.3 等待子进程之waitpid()
- 4.7.4 等待子进程之等待状态值
- 4.7.5 等待子进程之waitid()
- 4.7.6 进程退出和等待的内核实现
- 4.8 exec家族
- 4.8.1 execve函数
- 4.8.2 exec家族
- 4.8.3 execve系统调用的内核实现
- 4.8.4 exec与信号
- 4.8.5 执行exec之后进程继承的属性
- 4.9 system函数
- 4.9.1 system函数接口
- 4.9.2 system函数与信号
- 4.10 总结
- 第5章 进程控制：状态、调度和优先级
- 5.1 进程的状态
- 5.1.1 进程状态概述
- 5.1.2 观察进程状态
- 5.2 进程调度概述
- 5.3 普通进程的优先级
- 5.4 完全公平调度的实现
- 5.4.1 时间片和虚拟运行时间
- 5.4.2 周期性调度任务
- 5.4.3 新进程的加入
- 5.4.4 睡眠进程醒来
- 5.4.5 唤醒抢占
- 5.5 普通进程的组调度
- 5.6 实时进程
- 5.6.1 实时调度策略和优先级
- 5.6.2 实时调度相关API
- 5.6.3 限制实时进程运行时间
- 5.7 CPU的亲和力
- 第6章 信号
- 6.1 信号的完整生命周期
- 6.2 信号的产生
- 6.2.1 硬件异常
- 6.2.2 终端相关的信号
- 6.2.3 软件事件相关的信号
- 6.3 信号的默认处理函数
- 6.4 信号的分类
- 6.5 传统信号的特点
- 6.5.1 信号的ONESHOT特性
- 6.5.2 信号执行时屏蔽自身的特性
- 6.5.3 信号中断系统调用的重启特性
- 6.6 信号的可靠性
- 6.6.1 信号的可靠性实验
- 6.6.2 信号可靠性差异的根源
- 6.7 信号的安装
- 6.8 信号的发送
- 6.8.1 kill、tkill和tgkill
- 6.8.2 raise函数
- 6.8.3 sigqueue函数
- 6.9 信号与线程的关系
- 6.9.1 线程之间共享信号处理函数
- 6.9.2 线程有独立的阻塞信号掩码
- 6.9.3 私有挂起信号和共享挂起信号
- 6.9.4 致命信号下，进程组全体退出
- 6.10 等待信号
- 6.10.1 pause函数
- 6.10.2 sigsuspend函数
- 6.10.3 sigwait函数和sigwaitinfo函数
- 6.11 通过文件描述符来获取信号
- 6.12 信号递送的顺序
- 6.13 异步信号安全
- 6.14 总结
- 第7章 理解Linux线程（1）
- 7.1 线程与进程
- 7.2 进程ID和线程ID
- 7.3 pthread库接口介绍
- 7.4 线程的创建和标识
- 7.4.1 pthread_create函数
- 7.4.2 线程ID及进程地址空间布局
- 7.4.3 线程创建的默认属性
- 7.5 线程的退出
- 7.6 线程的连接与分离
- 7.6.1 线程的连接
- 7.6.2 为什么要连接退出的线程
- 7.6.3 线程的分离
- 7.7 互斥量
- 7.7.1 为什么需要互斥量
- 7.7.2 互斥量的接口
- 7.7.3 临界区的大小
- 7.7.4 互斥量的性能
- 7.7.5 互斥锁的公平性
- 7.7.6 互斥锁的类型
- 7.7.7 死锁和活锁
- 7.8 读写锁
- 7.8.1 读写锁的接口
- 7.8.2 读写锁的竞争策略
- 7.8.3 读写锁总结
- 7.9 性能杀手：伪共享
- 7.10 条件等待
- 7.10.1 条件变量的创建和销毁
- 7.10.2 条件变量的使用
- 第8章 理解Linux线程（2）
- 8.1 线程取消
- 8.1.1 函数取消接口
- 8.1.2 线程清理函数
- 8.2 线程局部存储
- 8.2.1 使用NPTL库函数实现线程局部存储
- 8.2.2 使用__thread关键字实现线程局部存储
- 8.3 线程与信号
- 8.3.1 设置线程的信号掩码
- 8.3.2 向线程发送信号
- 8.3.3 多线程程序对信号的处理
- 8.4 多线程与fork()
- 第9章 进程间通信：管道
- 9.1 管道
- 9.1.1 管道概述
- 9.1.2 管道接口
- 9.1.3 关闭未使用的管道文件描述符
- 9.1.4 管道对应的内存区大小
- 9.1.5 shell管道的实现
- 9.1.6 与shell命令进行通信（popen）
- 9.2 命名管道FIFO
- 9.2.1 创建FIFO文件
- 9.2.2 打开FIFO文件
- 9.3 读写管道文件
- 9.4 使用管道通信的示例
- 第10章 进程间通信：SystemVIPC
- 10.1 System V IPC概述
- 10.1.1 标识符与IPC Key
- 10.1.2 IPC的公共数据结构
- 10.2 System V消息队列
- 10.2.1 创建或打开一个消息队列
- 10.2.2 发送消息
- 10.2.3 接收消息
- 10.2.4 控制消息队列
- 10.3 System V信号量
- 10.3.1 信号量概述
- 10.3.2 创建或打开信号量
- 10.3.3 操作信号量
- 10.3.4 信号量撤销值
- 10.3.5 控制信号量
- 10.4 System V共享内存
- 10.4.1 共享内存概述
- 10.4.2 创建或打开共享内存
- 10.4.3 使用共享内存
- 10.4.4 分离共享内存
- 10.4.5 控制共享内存
- 第11章 进程间通信：POSIXIPC
- 11.1 POSIX IPC概述
- 11.1.1 IPC对象的名字
- 11.1.2 创建或打开IPC对象
- 11.1.3 关闭和删除IPC对象
- 11.1.4 其他
- 11.2 POSIX消息队列
- 11.2.1 消息队列的创建、打开、关闭及删除
- 11.2.2 消息队列的属性
- 11.2.3 消息的发送和接收
- 11.2.4 消息的通知
- 11.2.5 I/O多路复用监控消息队列
- 11.3 POSIX信号量
- 11.3.1 创建、打开、关闭和删除有名信号量
- 11.3.2 信号量的使用
- 11.3.3 无名信号量的创建和销毁
- 11.3.4 信号量与futex
- 11.4 内存映射mmap
- 11.4.1 内存映射概述
- 11.4.2 内存映射的相关接口
- 11.4.3 共享文件映射
- 11.4.4 私有文件映射
- 11.4.5 共享匿名映射
- 11.4.6 私有匿名映射
- 11.5 POSIX共享内存
- 11.5.1 共享内存的创建、使用和删除
- 11.5.2 共享内存与tmpfs
- 第12章 网络通信：连接的建立
- 12.1 socket文件描述符
- 12.2 绑定IP地址
- 12.2.1 bind的使用
- 12.2.2 bind的源码分析
- 12.3 客户端连接过程
- 12.3.1 connect的使用
- 12.3.2 connect的源码分析
- 12.4 服务器端连接过程
- 12.4.1 listen的使用
- 12.4.2 listen的源码分析
- 12.4.3 accept的使用
- 12.4.4 accept的源码分析
- 12.5 TCP三次握手的实现分析
- 12.5.1 SYN包的发送
- 12.5.2 接收SYN包，发送SYN+ACK包
- 12.5.3 接收SYN+ACK数据包
- 12.5.4 接收ACK数据包，完成三次握手
- 第13章 网络通信：数据报文的发送
- 13.1 发送相关接口
- 13.2 数据包从用户空间到内核空间的流程
- 13.3 UDP数据包的发送流程
- 13.4 TCP数据包的发送流程
- 13.5 IP数据包的发送流程
- 13.5.1 ip_send_skb源码分析
- 13.5.2 ip_queue_xmit源码分析
- 13.6 底层模块数据包的发送流程
- 第14章 网络通信：数据报文的接收
- 14.1 系统调用接口
- 14.2 数据包从内核空间到用户空间的流程
- 14.3 UDP数据包的接收流程
- 14.4 TCP数据包的接收流程
- 14.5 TCP套接字的三个接收队列
- 14.6 从网卡到套接字
- 14.6.1 从硬中断到软中断
- 14.6.2 软中断处理
- 14.6.3 传递给协议栈流程
- 14.6.4 IP协议处理流程
- 14.6.5 大师的错误？原始套接字的接收
- 14.6.6 注册传输层协议
- 14.6.7 确定UDP套接字
- 14.6.8 确定TCP套接字
- 第15章 编写安全无错代码
- 15.1 不要用memcmp比较结构体
- 15.2 有符号数和无符号数的移位区别
- 15.3 数组和指针
- 15.4 再论数组首地址
- 15.5 “神奇”的整数类型转换
- 15.6 小心volatile的原子性误解
- 15.7 有趣的问题：“x == x”何时为假？
- 15.8 小心浮点陷阱
- 15.8.1 浮点数的精度限制
- 15.8.2 两个特殊的浮点值
- 15.9 Intel移位指令陷阱
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