Kozi ya Linux System Programming

Somo la 1 • Utangulizi wa Simu za Mfumo

Inaonyesha jinsi programu za mtumiaji zinavyotumia huduma za kiini cha mfumo kupitia simu za mfumo kwa kutumia vizibo vya glibc na syscall ghafi. Inaunganisha vitendakazi vya maktaba ya C na shughuli zao za msingi za kiini cha mfumo.

Somo la 2 • Muundo wa Linux na Muhtasari wa Kiini cha Mfumo

Inashughulikia nafasi ya kiini cha mfumo dhidi ya nafasi ya mtumiaji, muundo wa kiini cha mfumo cha monolithic, na uondoaji wa maunzi. Inaanzisha mfumo wa dhana ambao mada zote zinazofuata za uprogramu zinategemea.

Somo la 3 • Kukusanya, Kuunganisha, na Kupakia

Inaelezea bomba kamili la zana kutoka chanzo hadi programu inayoweza kutekelezwa, ikijumuisha uunganishaji tuli na unaobadilika. Inawatayarisha wanafunzi kutambua makosa ya ujenzi na kuelewa muundo wa binary.

Somo la 4 • Mambo Muhimu ya Lugha ya C kwa Kazi za Mfumo

Inakagua viashiria, mpangilio wa kumbukumbu, structs, na shughuli za bitwise muhimu kwa msimbo wa mfumo. Inaunganisha maarifa ya jumla ya C na ruwaza za kiwango cha chini zinazotumika katika kozi nzima.

Somo la 1 • Shughuli za Saraka na Data za Kumbukumbu

Inafundisha stat(), upitaji wa saraka, na usimamizi wa viungo ikijumuisha viungo ngumu na ishara. Inawezesha programu kukagua na kuendesha muundo wa mfumo wa faili kwa njia ya programu.

Somo la 2 • Shughuli za Faili za POSIX

Inashughulikia open(), read(), write(), lseek(), na close() pamoja na bendi na aina zote muhimu. Inafundisha ruwaza sahihi za matumizi na mitego ya kawaida kama usomaji na uandikaji wa sehemu.

Somo la 3 • Faili Zilizobawishwa kwa Kumbukumbu

Inaonyesha mmap() kwa kubawisha faili kwenye anwani ya mchakato kwa I/O ya haraka na data inayoshirikiwa. Inaunganisha I/O ya faili na dhana za kumbukumbu pepe zinazoletwa katika sura za baadaye.

Somo la 4 • Viteuzi vya Faili na Faili Wazi

Inaelezea jedwali la faili wazi, nambari kamili za viteuzi vya faili, na miundo ya data ya kiini cha mfumo iliyo nyuma yao. Inaweka msingi wa kazi zote za I/O zinazofuata katika modeli sahihi ya jinsi kiini cha mfumo kinavyofuatilia faili wazi.

Somo la 1 • Mambo ya Ndani na Sifa za Mchakato

Inachunguza PID, PPID, UID, GID, na sehemu za data za kumbukumbu za mchakato ambazo kiini cha mfumo huhifadhi. Inatoa msamiati na modeli ya data inayohitajika kudhibiti michakato kwa njia ya programu.

Somo la 2 • Kusubiri na Kuvuna Watoto

Inafundisha wait(), waitpid(), na waitid() kwa kukusanya hali ya kutoka kwa mtoto na kuzuia zombie. Inahakikisha wanafunzi wanaandika programu za michakato mingi zisizo na uvujaji.

Somo la 3 • Kutekeleza Programu kwa exec()

Inaelezea familia ya exec, upitishaji wa hoja na mazingira, na kile kinachohifadhiwa wakati wa exec. Inawezesha wanafunzi kujenga shells na vianzisha programu vinavyobadilisha picha za mchakato kwa usahihi.

Somo la 4 • Kuunda Michakato kwa fork()

Inashughulikia maana za copy-on-write, ushughulikiaji wa thamani ya kurudi, na urithi wa rasilimali baada ya fork(). Inajenga msingi wa ruwaza zote za uprogramu wa michakato mingi katika kozi.

Somo la 1 • Dhana za Ishara na Ishara za Kawaida

Inaanzisha nambari za ishara, mapatano ya msingi, na utaratibu wa uwasilishaji wa kiini cha mfumo. Inaanzisha modeli ya dhana inayohitajika kabla ya kuandika msimbo wowote wa ushughulikiaji wa ishara.

Somo la 2 • Vinyago vya Ishara na Uzuiaji

Inafundisha sigprocmask(), uchezaji wa sigset_t, na ulinzi wa sehemu muhimu kwa kuzuia. Inawezesha wanafunzi kuzuia mbio za ishara katika shughuli za hatua nyingi.

Somo la 3 • Uprogramu Salama kwa Async na Ishara

Inatambua vitendakazi na ruwaza salama kwa async na ishara kwa kuandika vishikilia sahihi na vyenye kuingia tena. Inazuia hitilafu ndogo zinazotokea kwa kuita vitendakazi visivyo salama ndani ya vishikilia.

Somo la 4 • Ishara za Wakati Halisi na signalfd

Inashughulikia ishara za wakati halisi za POSIX, dhamana za kuweka kwenye foleni, na kiolesura cha signalfd() kwa ushughulikiaji wa maingiliano. Inapanua ujuzi wa ishara hadi usanifu wa kuaminika wa juu na unaoendeshwa na matukio.

Somo la 1 • Foleni za Ujumbe za POSIX

Inafundisha mq_open(), mq_send(), mq_receive(), na uwasilishaji wa ujumbe unaozingatia kipaumbele. Inatoa njia mbadala ya muundo na iliyochapishwa kwa mabomba ya mfuatano wa byte kwa IPC inayolenga ujumbe.

Somo la 2 • Kulinganisha na Kuchagua Utaratibu wa IPC

Inachambua biashara ya kiwango cha uwasilishaji wa data, muda wa kuchelewa wa mtandao, uchangamano, na uendelevu katika aina zote za IPC. Inawapa wanafunzi uwezo wa kufanya maamuzi ya usanifu yenye taarifa katika miundo halisi ya mfumo.

Somo la 3 • Semaphores za POSIX

Inashughulikia semaphores zenye majina na zisizo na majina, sem_wait/sem_post, na ruwaza za kutengwa kwa pande zote. Inatoa tabaka la usawazishaji linalohitajika kutumia kumbukumbu iliyoshirikiwa kwa usalama.

Somo la 4 • Mabomba na FIFOs

Inashughulikia mabomba yasiyojulikana, uundaji wa FIFO, na ruwaza ya mzalishaji-mtumiaji kwa michakato inayohusiana na isiyohusiana. Inaanzisha IPC ya mfuatano wa byte ya mwelekeo mmoja kama msingi rahisi zaidi wa uratibu.

Somo la 1 • Matumizi ya Juu ya mmap()

Inaonyesha MAP_ANONYMOUS, MAP_FIXED, kurasa kubwa, na madvise() kwa urekebishaji wa utendaji. Inapanua ujuzi wa mmap() kutoka I/O ya faili hadi usimamizi wa kumbukumbu wa matumizi ya jumla.

Somo la 2 • Ugawaji wa Lundo na Kipa Rasilimali

Inashughulikia malloc(), calloc(), realloc(), free(), na mambo ya ndani ya kipa rasilimali cha glibc ikijumuisha arenas. Inafundisha ruwaza sahihi za ugawaji na jinsi ya kuepuka uharibifu wa lundo.

Somo la 3 • Ulinzi wa Kumbukumbu na Ruhusa

Inafundisha mprotect() kwa kubadilisha ruhusa za kurasa na kurasa za ulinzi kwa utambuzi wa kufurika kwa bafa. Inawezesha wanafunzi kutekeleza mbinu za kuimarisha usalama katika kiwango cha kumbukumbu.

Somo la 4 • Usanifu wa Kumbukumbu Pepe

Inaelezea majedwali ya kurasa, mpangilio wa anwani pepe, na kiolesura cha /proc/pid/maps. Inatoa modeli ya akili inayohitajika kuelewa tabia ya kipa rasilimali na maana za mmap().

Somo la 1 • Uundaji na Mzunguko wa Maisha wa Nyuzi

Inashughulikia pthread_create(), sifa za nyuzi, hali ya kutenganisha, na pthread_join(). Inaanzisha modeli ya mzunguko wa maisha wa nyuzi ambayo mada zote za usawazishaji zinajengwa juu yake.

Somo la 2 • Kufuli za Kusoma-Kuandika na Vizuizi

Inashughulikia rwlock kwa mizigo ya kazi inayotegemea usomaji na pthread_barrier kwa usawazishaji wa awamu. Inapanua mkusanyiko wa zana za usawazishaji hadi ruwaza ambapo kufuli kwa kipekee ni mzito sana.

Somo la 3 • Vigeu vya Hali

Inaonyesha pthread_cond_wait(), kuamshwa kwa uwongo, na ruwaza ya mzunguko wa kitabiri. Inawezesha nyuzi kusubiri kwa ufanisi mabadiliko ya hali bila kusubiri kwa shughuli nyingi.

Somo la 4 • Mutexes na Sehemu Muhimu

Inafundisha uanzishaji wa mutex, nidhamu ya kufuli/kufungua, na aina za mutex za kukagua makosa. Inatoa chombo kikuu cha kulinda data iliyoshirikiwa dhidi ya marekebisho sambamba.

Somo la 1 • I/O Isiyozuia na epoll

Inatekeleza seva inayoendeshwa na matukio kwa kutumia sockets zisizozuia, epoll_create(), na hali ya kutriga kwa kingo. Inapanua ushughulikiaji wa miunganisho zaidi ya modeli ya nyuzi moja kwa kila muunganisho.

Somo la 2 • Misingi ya API ya Socket

Inashughulikia socket(), bind(), listen(), accept(), connect(), na miundo ya anwani kwa IPv4 na IPv6. Inaanzisha uso wa msingi wa API ambao uprogramu wote wa mtandao unajengwa juu yake.

Somo la 3 • UDP na Sockets za Datagram

Inashughulikia sendto(), recvfrom(), na ruwaza za mawasiliano zisizo na muunganisho kwa UDP. Inalinganisha uwasilishaji usioaminika wa UDP na TCP na kutambua matukio yanayofaa.

Somo la 4 • Chaguzi za Socket na Vipengele vya Juu

Inafundisha getsockopt()/setsockopt() kwa kurekebisha bafa, keepalive, na udhibiti wa algorithm ya Nagle. Inawezesha urekebishaji wa kina wa utendaji na kuaminika kwa miunganisho ya mtandao.