Tartalomjegyzék. Előszó a második kiadáshoz... xv. 1. Bevezetés Betekintés a Linux-kernelbe... 11

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Tartalomjegyzék. Előszó a második kiadáshoz... xv. 1. Bevezetés... 1. 2. Betekintés a Linux-kernelbe... 11"

Gergely Viktor Szalai
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Előszó a második kiadáshoz... xv 1. Bevezetés A Linux A szabad szoftver és a Linux története FSF GPL GNU Linux-kernel A Linux rendszer Linux-disztribúciók Információforrások Betekintés a Linux-kernelbe A Linux-kernel felépítése A Linux elindulása Processzek A Linux-processzekhez kapcsolódó információk A processz állapotai Azonosítók Processzek létrehozása és terminálása A programok futtatása Ütemezés Klasszikus ütemezés Az O(1) ütemezés Teljesen igazságos ütemező Multiprocesszoros ütemezés Megszakításkezelés Valósidejűség Idő és időzítők Memóriakezelés A virtuálismemória-kezelés Lapozás... 28

.. 14 2.3.1. A Linux-processzekhez kapcsolódó információk... 15 2.3.2. A processz állapotai... 17 2.3.3. Azonosítók... 18 2.3.4. Processzek létrehozása és terminálása... 19 2.3.5. A programok futtatása.

2 A lapozás implementációja a Linuxon Igény szerinti lapozás Lapcsere Megosztott virtuális memória Másolás íráskor (COW technika) A hozzáférés vezérlése A lapkezelés gyorsítása A virtuális állományrendszer Az állományabsztrakció Speciális állományok Eszközállományok Könyvtár Szimbolikus hivatkozás Csővezeték Socket Az inode Az állományleírók A Linux programozási felülete Programkönyvtárak készítése Statikus programkönyvtárak Megosztott programkönyvtárak Megosztott programkönyvtár készítése Megosztott programkönyvtárak használata Megosztott programkönyvtárak dinamikus betöltése Megosztott könyvtárak C++ nyelven Programkönyvtárbeli C++-osztályok használata C++-objektumok dinamikus betöltése programkönyvtárból A megosztott könyvtárak működési mechanizmusai A betöltött program Statikus könyvtárat tartalmazó program linkelése és betöltése Megosztott könyvtár linkelése és betöltése A címtartomány kezelése A megosztott könyvtárak megvalósításának alapkoncepciói A megosztott könyvtárakkal kapcsolatos linkelés és betöltés Dinamikusan linkelt megosztott könyvtár linkelése és betöltése A programkönyvtárak használatának optimalizálása vi

.. 38 2.5.2.2. Könyvtár... 40 2.5.2.3. Szimbolikus hivatkozás... 40 2.5.2.4. Csővezeték... 40 2.5.2.5. Socket... 41 2.5.3. Az inode... 41 2.5.4. Az állományleírók... 44 2.6.

3 4. Állomány- és I/O kezelés Egyszerű állománykezelés Az állományleíró Állományok megnyitása Állományok bezárása Írás, olvasás és pozicionálás az állományban Részleges és teljes olvasás Az írásművelet finomhangolása Állományok rövidítése Állományok átirányítása Inode-információk Inode-információk lekérdezése Jogok lekérdezése Jogok állítása Tulajdonos és csoport beállítása Az időbélyeg beállítása További állományműveletek Eszközállományok és pipe bejegyzések létrehozása Merev hivatkozás létrehozása Szimbolikus hivatkozás létrehozása Állományok törlése Állományok átnevezése Könyvtárműveletek Csővezetékek Névtelen csővezetékek Megnevezett csővezetékek Blokkolt és nem blokkolt I/O A multiplexelt I/O módszerei Multiplexelés a select() függvénnyel Multiplexelés a poll() függvénnyel A multiplexelési módszerek összehasonlítása Állományok leképezése a memóriába Állományzárolás Zárolóállományok Rekordzárolás Kötelező zárolás Kapcsolat a magas szintű állománykezeléssel Soros kommunikáció Kanonikus feldolgozás Nem kanonikus feldolgozás vii

.. 109 4.2.2. Jogok lekérdezése... 110 4.2.3. Jogok állítása... 111 4.2.4. Tulajdonos és csoport beállítása... 112 4.2.5. Az időbélyeg beállítása... 112 4.3. További állományműveletek... 113 4.3.1. Eszközállományok és pipe bejegyzések létrehozása.

4 5. Párhuzamos programozás Processzek Processzek közötti kommunikáció (IPC) Szemaforok Üzenetsorok Megosztott memória Processzek a Linux rendszerben Feladatvezérlés Démonok Programok indítása shellből Jogosultságok Felhasználói nevek és csoportnevek Szálak Szálak létrehozása Szálak létrehozása C++ nyelven Szálak attribútumai Szálbiztos függvények Szál leállítása Szálak és a fork/exec hívások POSIX-szinkronizáció Kölcsönös kizárás (mutex) Feltételes változók Szemaforok Spinlock További lehetőségek: POSIX megosztott memória és üzenetsorok Jelzések A jelzésküldés és -fogadás folyamata Jelzések megvalósítása A jelzéskezelő és a főprogram egymásra hatása Jelzések és a többszálú processz Jelzések programozása Jelzések küldése Jelzések letiltása és engedélyezése. Függőben lévő jelzések A jelzések kezelése Szinkron jelzéskezelés A SIGCHLD jelzés viii

4.1. Szálak létrehozása... 203 5.4.2. Szálak létrehozása C++ nyelven... 207 5.4.3. Szálak attribútumai... 210 5.4.4. Szálbiztos függvények... 212 5.4.5. Szál leállítása... 217 5.4.6.

5 6. Hálózati kommunikáció A socket Az összeköttetés-alapú kommunikáció A kapcsolat felépítése A socket címhez kötése Várakozás a kapcsolódásra Kapcsolódás a szerverhez A kommunikáció A kapcsolat bontása További kapcsolatok kezelése a szerverben Az összeköttetés nélküli kommunikáció A kommunikáció A connect() használata A socket lezárása Unix domain socket Unix domain socket címek Unix domain socket adatfolyam szerveralkalmazás Unix domain socket adatfolyam kliensalkalmazás Unix domain socket datagram kommunikáció Névtelen Unix domain socket A Linux absztrakt névtere IP Röviden az IP-hálózatokról Az IP protokoll rétegződése IPv4-es címzés IPv4-es címosztályok IPv4-es speciális címek IPv6-os címzés Portok A hardverfüggő különbségek feloldása A socketcím megadása Lokális cím megadása Név- és címfeloldás A getaddrinfo() függvény A getnameinfo() függvény Összeköttetés-alapú kommunikáció TCP kliens-szerver példa TCP szerver alkalmazás TCP-kliensalkalmazás Összeköttetés nélküli kommunikáció UDP-kommunikáció-példa Többes küldés ix

Az összeköttetés nélküli kommunikáció... 272 6.3.1. A kommunikáció... 273 6.3.2. A connect() használata... 274 6.3.3. A socket lezárása... 275 6.4. Unix domain socket... 275 6.4.1. Unix domain socket címek.

6 6.6. Socketbeállítások Segédprogramok Távoli eljáráshívás Az RPC-modell Verziók és számok Portmap Szállítás XDR rpcinfo rpcgen Helyi eljárás átalakítása távoli eljárássá Fejlesztés a Linux-kernelben Verziófüggőség A kernel- és az alkalmazásfejlesztés eltérései Felhasználói üzemmód kernelüzemmód Kernelmodulok Hello modul világ Fordítás A modulok betöltése és eltávolítása insmod/rmmod modprobe Egymásra épülő modulok Paraméterátadás a modulok számára Karakteres eszközvezérlő Fő- és mellékazonosító (major és minor number) Az eszközállományok dinamikus létrehozása Állományműveletek Használatszámláló Hello világ driver Az open és a release függvények A mellékazonosító (minor number) használata Az ioctl() implementációja A /proc állományrendszer A hibakeresés módszerei A printk() használata A /proc használata Kernelopciók Az Oops üzenet Az Oops üzenet értelmezése kernel esetében Az Oops üzenet értelmezése kernelmodul esetében x

A kernel- és az alkalmazásfejlesztés eltérései... 341 7.2.1. Felhasználói üzemmód kernelüzemmód... 342 7.3. Kernelmodulok... 343 7.3.1. Hello modul világ... 344 7.3.2. Fordítás... 346 7.3.3. A modulok betöltése és eltávolítása.

7 Magic SysRq A gdb program használata A kgdb használata További hibakeresési módszerek Memóriakezelés a kernelben Címtípusok Memóriaallokáció A párhuzamosság kezelése Atomi műveletek Ciklikus zárolás (spinlock) Szemafor (semaphore) Mutex Olvasó/író ciklikus zárolás (spinlock) és szemafor (semaphore) A nagy kernelzárolás I/O műveletek blokkolása Elaltatás Felébresztés Példa A select() és a poll() támogatása Az mmap támogatása I/O portok kezelése I/O memória kezelése Megszakításkezelés Megszakítások megosztása A megszakításkezelő függvények megkötései A megszakítás tiltása és engedélyezése A szoftvermegszakítás A BH-mechanizmus A kisfeladat (tasklet) Munkasor A kernelszálak Várakozás Rövid várakozások Hosszú várakozás Időzítők Eszközvezérlő modell A busz Eszköz- és eszközvezérlő lista sysfs Buszattribútumok exportálása xi

.. 392 7.9.5. Olvasó/író ciklikus zárolás (spinlock) és szemafor (semaphore)... 393 7.9.6. A nagy kernelzárolás... 394 7.10. I/O műveletek blokkolása... 395 7.10.1. Elaltatás... 396 7.10.2. Felébresztés.

8 Az eszközvezérlő Eszközvezérlő attribútumok exportálása Az eszköz Az eszköz attribútumainak exportálása Példa További információk A Qt keretrendszer programozása Az X Window rendszer Az X Window rendszer felépítése X Windows kliensalkalmazások Asztali környezet Fejlesztés Qt alatt Hello Világ! Projektállományok A QObject szolgáltatásai A QtCore modul A Qt eseménykezelés-modellje Szignálok létrehozása Szlotfüggvények létrehozása Szignálok és szlotok összekapcsolása Szlot az átmeneti objektumokban A Meta Object Compiler Ablakok és vezérlők Dialógusablakok készítése A Qt vezérlőkészlete Saját alkalmazásablakok A főablak programozása Lokalizáció Saját vezérlők készítése A dokumentum/nézet architektúra Az alkalmazás szerepe A dokumentumosztály A nézetosztályok További osztályok További technológiák Többszálú alkalmazásfejlesztés Adatbáziskezelés Hálózati kommunikáció Összefoglalás xii

.. 441 8.2. Fejlesztés Qt alatt... 442 8.2.1. Hello Világ!... 443 8.2.2. Projektállományok... 447 8.2.3. A QObject szolgáltatásai... 448 8.2.4. A QtCore modul... 449 8.3. A Qt eseménykezelés-modellje.

9 A függelék: Fejlesztőeszközök A.1. Szövegszerkesztők A.1.1. Emacs A.1.2. vi (vim) A.1.3. nano (pico) A.1.4. joe A.1.5. mc A.1.6. Grafikus szövegszerkesztők A.2. Fordítók A.2.1. GNU Compiler Collection A.2.1. gcc A.2.3. LLVM A.3. Make A.3.1. Megjegyzések A.3.2. Explicit szabályok A.3.3. Hamis tárgy A.3.4. Változódefiníciók A.3.5. A változó értékadásának speciális esetei A.3.6. Többsoros változók definiálása A.3.7. A változó hivatkozásának speciális esetei A.3.8. Automatikus változók A.3.9. Többszörös cél A Mintaszabályok A Klasszikus ragozási szabályok A Implicit szabályok A Speciális tárgyak A Direktívák A.4. Make alternatívák A.4.1. Autotools A.4.2. CMake A.4.3. qmake A.4.4. SCons A.5. IDE B függelék: Hibakeresés B.1. gdb B.1.1. Példa a gdb használatára B.1.2. A gdb leggyakrabban használt parancsai B.1.3. A gdb indítása B.1.4. Töréspontok: breakpoint, watchpoint, catchpoint B.1.5. Data Display Debugger (DDD) B.1.6. Az IDE-k beépített hibakeresője xiii

.. 542 A.3.3. Hamis tárgy... 544 A.3.4. Változódefiníciók... 545 A.3.5. A változó értékadásának speciális esetei... 546 A.3.6. Többsoros változók definiálása... 547

10 B.2. Memóriakezelési hibák B.2.1. Malloc hibakeresők B Memóriaterület túlírása B Eléírás B Felszabadított terület használata B Memóriaszivárgás B A malloc hibakeresők korlátai B.2.2. Electric Fence B Az Electric Fence használata B A Memory Alignment kapcsoló B Az eléírás B Az Electric Fence további lehetőségei B Erőforrásigények B.2.3. DUMA B.3. Valgrind B.3.1. Memcheck B A memcheck modul működése B.3.2. Helgrind B.4. Rendszerhívások monitorozása: strace B.5. Könyvtárfüggvényhívások monitorozása: ltrace B.6. További hasznos segédeszközök Tárgymutató Irodalomjegyzék xiv

Az eléírás... 574 B.2.2.4. Az Electric Fence további lehetőségei... 575 B.2.2.5. Erőforrásigények... 575 B.2.3. DUMA... 576 B.3. Valgrind... 576 B.3.1. Memcheck... 577 B.3.1.1. A memcheck modul működése.

Hasonló dokumentumok

UNIX: folyamatok kommunikációja

UNIX: folyamatok kommunikációja kiegészítő fóliák az előadásokhoz Mészáros Tamás http://home.mit.bme.hu/~meszaros/ Budapesti Műszaki Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 1 A kommunikáció