PDF Lập trình truyền thông Linux, Nguyễn Thành Sơn, Trần Thanh Hoàng, Lê Thị Minh Châu, Nguyễn Trần Thi

Lập trình truyền thông Linux, Nguyễn Thành Sơn, Trần Thanh Hoàng, Lê Thị Minh Châu, Nguyễn Trần Thi Văn

MỤC LỤC
LỜI TỰA .................................................................................................. 3
MỤC LỤC ................................................................................................ 5
Chương 1. LỊCH SỬ UNIX VÀ CÀI ĐẶT LINUX ............................ 13
1.1. TÓM LƯỢC LỊCH SỬ UNIX VÀ C .............................................. 13
1.1.1. Từ phiên bản Unix đầu tiên đến phiên bản thứ sáu .............. 13
1.1.2. Sự ra đời của BSD và hệ thống V ........................................ 14
1.1.3. Dự án GNU và sự ra đời của Linux ..................................... 15
1.1.4. Chuẩn hóa (posix) ................................................................ 16
1.2. CÀI ĐẶT LINUX ............................................................................. 16
Chương 2. SỬ DỤNG LINUX .............................................................. 31
2.1. KHAI THÁC DESKTOP ................................................................. 31
2.2. KHAI THÁC CÁC LỆNH THÔNG QUA BỘ THÔNG
DỊCH LỆNH (SHELL) ............................................................................ 38
2.2.1. Nhóm lệnh thao tác trên tập tin ............................................ 39
2.2.2. Nhóm lệnh thao tác trên thư mục ......................................... 40
2.2.3. Nhóm lệnh thực thi lệnh dưới danh nghĩa người sử
dụng khác ........................................................................... 47
2.2.4. Nhóm lệnh thao tác trên hệ thống tập tin ............................. 49
2.2.5. Nhóm lệnh thao tác về hiển thị nội dung tập tin .................. 58
2.2.6. Nhóm lệnh thao tác nhập xuất chuẩn ................................... 63
2.2.7. Nhóm lệnh thao tác về sự tìm kiếm ...................................... 65
2.2.8. Nhóm lệnh thao tác về lưu trữ và nén tập tin ....................... 66
2.2.9. Nhóm lệnh thao tác với tiến trình ......................................... 69
2.2.10. Nhóm lệnh thông tin phần cứng ......................................... 72
2.2.11. Nhóm lệnh khởi động và tắt máy ....................................... 73
2.2.12. Nhóm lệnh về mạng ........................................................... 75
6
Chương 3. SỬ DỤNG TRÌNH BIÊN DỊCH GCC .............................. 81
3.1. BIÊN DỊCH MỘT TẬP TIN .c ........................................................ 81
3.2. BIÊN DỊCH NHIỀU TẬP TIN .c ..................................................... 91
3.3. TẠO THƯ VIỆN TĨNH (STATIC) .................................................. 92
Chương 4. CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN ..................................................... 95
4.1. NHÂN HỆ ĐIỀU HÀNH ................................................................. 95
4.2. BỘ THÔNG DỊCH LỆNH ............................................................... 95
4.3. TIẾN TRÌNH .................................................................................... 95
4.4. LỜI GỌI HỆ THỐNG ...................................................................... 96
4.5. HÀM THƯ VIỆN ............................................................................. 96
4.6. QUẢN LÝ LỖI ................................................................................. 97
4.7. BỘ NHỚ HỆ THỐNG ...................................................................... 98
4.7.1. malloc() ............................................................................. 100
4.7.2. calloc() ............................................................................... 100
4.7.3. realloc() ............................................................................. 101
4.7.4. free() .................................................................................. 102
4.8. TÍN HIỆU ....................................................................................... 102
4.8.1. signal() ............................................................................... 106
4.8.2. signaction() ........................................................................ 106
4.8.3. sigemptyset() và sigfillset() ............................................... 107
4.8.4. sigaddset() và sigdelset() ................................................... 108
4.8.5. sigismember() .................................................................... 108
4.8.6. sigprocmask() .................................................................... 108
4.8.7. sigpending() ....................................................................... 109
4.8.8. sigsuspend() ....................................................................... 109
4.8.9. kill() ................................................................................... 110
4.8.10. pause() ............................................................................. 110
4.8.11. sleep() ............................................................................. 110
7
4.9. LUỒNG .......................................................................................... 111
4.10. FILE DESCRIPTOR .................................................................... 111
4.10.1.open() .............................................................................. 112
4.10.2.read() ............................................................................... 114
4.10.3.write() .............................................................................. 114
4.10.4.close() .............................................................................. 114
4.10.5.lseek() .............................................................................. 116
4.10.6. Tính nguyên tử và kết quả của các sự kiện không
thể kiểm soát được .......................................................... 123
4.10.7. Các thao tác điều khiển tập tin ....................................... 123
4.10.8. dup() ............................................................................... 125
4.10.9. dup2() ............................................................................. 126
4.10.10. pread() và pwrite() ........................................................ 127
4.10.11. readv() và writev() ........................................................ 128
4.10.12. preadv() và pwritev() ..................................................... 130
4.10.13. truncate() và ftruncate() ................................................ 130
4.10.14. mkstemp() ..................................................................... 130
Chương 5. TIẾN TRÌNH (PROCESS) .............................................. 133
5.1. TẠO TIẾN TRÌNH ......................................................................... 133
5.1.1. getpid(); getppid() ............................................................ 133
5.1.2. fork() ................................................................................. 134
5.2. KẾT THÚC TIẾN TRÌNH ............................................................. 142
5.2.1. _exit() ............................................................................... 142
5.2.2. exit() ................................................................................. 142
5.3. GIÁM SÁT TIẾN TRÌNH CON .................................................... 142
5.3.1. wait() ................................................................................ 142
5.3.2. waitpid() ........................................................................... 145
5.3.3. waitid() ............................................................................. 146
8
5.4. THỰC THI TIẾN TRÌNH .............................................................. 147
5.4.1. execve() ............................................................................ 147
5.4.2. Các hàm thư viện exec() ................................................... 150
5.4.3. system() ............................................................................ 152
Chương 6. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC TIẾN TRÌNH
SỬ DỤNG ỐNG DÒNG (PIPE) .................................... 155
6.1. TẠO ỐNG DÒNG ĐỂ TRUYỀN THÔNG ................................... 156
6.2. SỬ DỤNG ỐNG DÒNG ĐỂ ĐỒNG BỘ CÁC TIẾN TRÌNH .......... 161
6.3. SỬ DỤNG ỐNG DÒNG ĐỂ TRUYỀN THÔNG VỚI SHELL .......... 165
6.4. SỬ DỤNG ỐNG DÒNG ĐỂ LỌC ................................................. 167
6.5. BÀI LUYỆN TẬP .......................................................................... 169
Chương 7. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC TIẾN TRÌNH
SỬ DỤNG HÀNG ĐỢI THÔNG ĐIỆP
(MESSAGE QUEUE) ..................................................... 171
7.1. HÀNG ĐỢI HỆ THỐNG V ........................................................... 171
7.1.1. Phát sinh khóa .................................................................... 171
7.1.2. Cấu trúc dữ liệu được kết hợp ............................................ 172
7.1.3. Tạo một hàng đợi thông điệp ............................................. 173
7.1.4. Gửi và nhận thông điệp ...................................................... 175
7.1.5. Điều khiển hàng đợi thông điệp ......................................... 181
7.1.6. Lập trình Client-Server ....................................................... 184
7.2. HÀNG ĐỢI POSIX ........................................................................ 192
7.2.1. Mở một hàng đợi ................................................................ 192
7.2.2. Đóng một hàng đợi ............................................................. 193
7.2.3. Gỡ bỏ một hàng đợi ............................................................ 194
7.2.4. Thuộc tính của hàng đợi ..................................................... 194
7.2.5. Gửi thông điệp .................................................................... 197
9
7.2.6. Nhận thông điệp ................................................................. 198
7.2.7. Thông báo có thông điệp đến hàng đợi .............................. 201
7.3. SO SÁNH HÀNG ĐỢI HỆ THỐNG V
VÀ HÀNG ĐỢI POSIX ................................................................. 213
7.4. BÀI LUYỆN TẬP .......................................................................... 213
Chương 8. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC TIẾN TRÌNH
SỬ DỤNG CỜ HIỆU (SEMAPHORE) ........................ 215
8.1. CỜ HIỆU HỆ THỐNG V ............................................................... 215
8.1.1. Cấu trúc dữ liệu được kết hợp ............................................ 216
8.1.2. Tạo cờ hiệu ......................................................................... 216
8.1.3. Điều khiển cờ hiệu ............................................................. 217
8.1.4. Thao tác trên cờ hiệu .......................................................... 220
8.1.5. Hiện thực cờ hiệu nhị phân ................................................ 221
8.2. CỜ HIỆU POSIX ............................................................................ 223
8.2.1. Cờ hiệu có tên ..................................................................... 223
8.2.2. Cờ hiệu không tên .............................................................. 230
8.3. SO SÁNH CỜ HIỆU HỆ THỐNG V VÀ CỜ HIỆU POSIX......... 232
8.4. BÀI LUYỆN TẬP .......................................................................... 232
Chương 9. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC TIẾN TRÌNH
SỬ DỤNG VÙNG NHỚ CHUNG
(SHARED MEMORY) ................................................... 233
9.1. VÙNG NHỚ CHUNG HỆ THỐNG V ........................................... 233
9.1.1. Cấu trúc dữ liệu được kết hợp ............................................ 233
9.1.2. Tạo một vùng nhớ chung .................................................... 235
9.1.3. Sử dụng vùng nhớ chung .................................................... 236
9.1.4. Điều khiển vùng nhớ chung ............................................... 238
9.2. VÙNG NHỚ CHUNG POSIX ....................................................... 248
9.2.1. Tạo một vùng nhớ chung .................................................... 248
10
9.2.2. Gỡ bỏ vùng nhớ chung ....................................................... 254
9.3. SO SÁNH VÙNG NHỚ CHUNG HỆ THỐNG V VÀ
VÙNG NHỚ CHUNG POSIX ....................................................... 255
9.4. BÀI LUYỆN TẬP .......................................................................... 255
Chương 10. ÁNH XẠ VÙNG NHỚ VÀ KHÓA TẬP TIN ............... 257
10.1. ÁNH XẠ MỘT TẬP TIN VÀO VÙNG NHỚ ............................. 257
10.2. KHÓA TẬP TIN ........................................................................... 260
10.3. BÀI LUYỆN TẬP ........................................................................ 270
Chương 11. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC TIẾN TRÌNH
SỬ DỤNG TCP/IP (SOCKET) ..................................... 271
11.1. TỔNG QUÁT ............................................................................... 271
11.1.1. Domain truyền thông ........................................................ 271
11.1.2. Kiểu Socket ...................................................................... 272
11.1.3. Lời gọi hệ thống về Socket............................................... 272
11.2. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC ỨNG DỤNG TRÊN
CÙNG MÁY (DOMAIN AF_UNIX) .......................................... 277
11.2.1. Cấu trúc địa chỉ socket ..................................................... 277
11.2.2. Socket kiểu stream ........................................................... 278
11.2.3. Socket kiểu datagram ....................................................... 283
11.2.4. Nối một cặp socket ........................................................... 288
11.3. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC ỨNG DỤNG TRÊN
CÁC MÁY KHÁC NHAU CÓ KẾT NỐI MẠNG ...................... 289
11.3.1. Cấu trúc địa chỉ socket ..................................................... 289
11.3.2. Sử dụng cấu trúc địa chỉ socket ........................................ 290
11.3.3. Socket kiểu stream ........................................................... 299
11.3.4. Socket kiểu datagram ....................................................... 305
11.4. BÀI LUYỆN TẬP ........................................................................ 308
11
Chương 12. LUỒNG (THREAD) ....................................................... 309
12.1. TỔNG QUAN ............................................................................... 310
12.1.1. Các kiểu dữ liệu Pthreads ................................................. 310
12.1.2. Biến errno ......................................................................... 311
12.1.3. Giá trị trả về của các Pthreads .......................................... 311
12.1.4. Biên dịch các chương trình Pthreads ................................ 311
12.2. CÁC HÀM THƯ VIỆN LUỒNG ................................................. 311
12.2.1. pthread_creat() ............................................................... 311
12.2.2. pthread_exit() ................................................................. 312
12.2.3. pthread_self() ................................................................. 314
12.2.4. pthread_equal() ............................................................... 314
12.2.5. pthread_join() ................................................................. 315
12.2.6. pthread_detach() ............................................................. 317
12.2.7. Thiết đặt thuộc tính joinable hay detached cho luồng ........ 318
12.3. ĐỒNG BỘ LUỒNG ..................................................................... 319
12.3.1. Bảo vệ sự truy nhập tài nguyên chung bằng Mutexes ........ 319
12.3.2. Báo hiệu sự thay đổi trạng thái của biến chung
(shared variable) bằng biến trạng thái .............................. 325
12.4. BÀI LUYỆN TẬP ........................................................................ 331
PHỤ LỤC ............................................................................................. 333
LỜI KẾT............................................................................................... 344
BÀI GIẢI ............................................................................................. 345
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 379