Linux Sistem Programlama Eğitimi

Ders 1 • Sistem Çağrılarına Giriş

Kullanıcı programlarının, glibc sarmalayıcıları ve ham syscall kullanarak çekirdek hizmetlerini nasıl çağırdığını gösterir. C kütüphane işlevlerini temel çekirdek işlemlerine bağlar.

Ders 2 • Linux Mimarisi ve Çekirdeğe Genel Bakış

Çekirdek alanı ile kullanıcı alanı arasındaki farkı, monolitik çekirdek tasarımını ve donanım soyutlamasını kapsar. Sonraki tüm programlama konularının dayandığı kavramsal çerçeveyi oluşturur.

Ders 3 • Derleme, Bağlama ve Yükleme

Kaynak koddan çalıştırılabilir dosyaya kadar tüm araç zinciri hattını, statik ve dinamik bağlama dahil olmak üzere açıklar. Öğrencileri derleme hatalarını teşhis etmeye ve ikili dosya yapısını anlamaya hazırlar.

Ders 4 • Sistem Çalışmaları için Temel C Bilgisi

Sistem kodları için kritik olan işaretçiler, bellek düzeni, yapılar ve bit düzeyinde işlemleri gözden geçirir. Genel C bilgisini, kurs boyunca kullanılan düşük seviyeli kalıplara köprüler.

Ders 1 • Dizin ve Metaveri İşlemleri

stat(), dizin dolaşımı ve sabit ve sembolik bağlantılar dahil bağlantı yönetimini öğretir. Programların dosya sistemi yapısını programlı olarak incelemesini ve değiştirmesini sağlar.

Ders 2 • POSIX Dosya İşlemleri

open(), read(), write(), lseek() ve close() işlevlerini ilgili tüm bayraklar ve modlarla kapsar. Doğru kullanım kalıplarını ve kısmi okuma/yazma gibi yaygın tuzakları öğretir.

Ders 3 • Bellekle Eşlenen Dosyalar

Hızlı G/Ç ve paylaşılan veri için dosyaları süreç adres alanına eşlemek üzere mmap()'i gösterir. Dosya G/Ç'sini sonraki bölümlerde tanıtılan sanal bellek kavramlarına bağlar.

Ders 4 • Dosya Tanımlayıcıları ve Açık Dosyalar

Açık dosya tablosunu, dosya tanımlayıcı tam sayılarını ve bunların arkasındaki çekirdek veri yapılarını açıklar. Sonraki tüm G/Ç çalışmalarını, çekirdeğin açık dosyaları nasıl takip ettiğine dair kesin bir modele dayandırır.

Ders 1 • Süreç İç Yapısı ve Nitelikleri

PID, PPID, UID, GID ve çekirdeğin tuttuğu süreç tanımlayıcı alanlarını inceler. Süreçleri programlı olarak kontrol etmek için gereken kelime dağarcığını ve veri modelini sağlar.

Ders 2 • Alt Süreçleri Bekleme ve Toplama

Alt süreç çıkış durumunu toplamak ve zombileri önlemek için wait(), waitpid() ve waitid()'i öğretir. Öğrencilerin sızıntısız çok süreçli programlar yazmasını sağlar.

Ders 3 • exec() ile Programları Çalıştırma

exec ailesini, argüman ve ortam geçirmeyi ve exec sırasında neyin korunduğunu açıklar. Öğrencilerin süreç görüntülerini doğru şekilde değiştiren kabuklar ve süreç başlatıcılar oluşturmasını sağlar.

Ders 4 • fork() ile Süreç Oluşturma

Kopyalama-üzerine-yazma semantiğini, dönüş değeri yönetimini ve fork() sonrası kaynak mirasını kapsar. Kurstaki tüm çok süreçli programlama kalıplarının temelini oluşturur.

Ders 1 • Sinyal Kavramları ve Standart Sinyaller

Sinyal numaralarını, varsayılan düzenleri ve çekirdek iletim mekanizmasını tanıtır. Herhangi bir sinyal işleme kodu yazmadan önce gereken kavramsal modeli oluşturur.

Ders 2 • Sinyal Maskeleri ve Engelleme

sigprocmask(), sigset_t manipülasyonu ve engelleme yoluyla kritik bölge korumasını öğretir. Öğrencilerin çok adımlı işlemlerde sinyal yarışlarını önlemesini sağlar.

Ders 3 • Eşzamansız-Sinyal-Güvenli Programlama

Doğru, yeniden girişli işleyiciler yazmak için eşzamansız-sinyal-güvenli işlevleri ve kalıpları tanımlar. İşleyicilerin içinde güvenli olmayan işlevleri çağırmaktan kaynaklanan ince hataları önler.

Ders 4 • Gerçek Zamanlı Sinyaller ve signalfd

POSIX gerçek zamanlı sinyallerini, sıralama garantilerini ve senkron işleme için signalfd() arayüzünü kapsar. Sinyal becerilerini yüksek güvenilirlikli ve olay güdümlü mimarilere genişletir.

Ders 1 • POSIX Mesaj Kuyrukları

mq_open(), mq_send(), mq_receive() ve öncelik tabanlı mesaj teslimatını öğretir. Mesaj odaklı IPC için bayt akışı borularına yapılandırılmış, türlendirilmiş bir alternatif sağlar.

Ders 2 • IPC Mekanizmalarını Karşılaştırma ve Seçme

Tüm IPC türlerinde verim, gecikme süresi, karmaşıklık ve kalıcılık ödünleşimlerini analiz eder. Öğrencileri gerçek sistem tasarımlarında bilinçli mimari kararlar alabilmeleri için donatır.

Ders 3 • POSIX Semaforları

Adlandırılmış ve adlandırılmamış semaforları, sem_wait/sem_post ve karşılıklı dışlama kalıplarını kapsar. Paylaşımlı belleği güvenli kullanmak için gereken senkronizasyon katmanını sağlar.

Ders 4 • Borular ve FIFO'lar

Anonim boruları, FIFO oluşturmayı ve ilişkili ve ilişkisiz süreçler için üretici-tüketici kalıbını kapsar. En basit koordinasyon ilkeli olarak tek yönlü bayt akışı IPC'sini tanıtır.

Ders 1 • Gelişmiş mmap() Kullanımı

Performans ayarı için MAP_ANONYMOUS, MAP_FIXED, büyük sayfalar ve madvise()'i gösterir. mmap() becerilerini dosya G/Ç'sinden genel amaçlı bellek yönetimine genişletir.

Ders 2 • Öbek Ayırma ve Ayırıcı

malloc(), calloc(), realloc(), free()'i ve alanlar dahil glibc ayırıcı iç yapısını kapsar. Doğru ayırma kalıplarını ve öbek bozulmasından nasıl kaçınılacağını öğretir.

Ders 3 • Bellek Koruması ve İzinler

Sayfa izinlerini değiştirmek için mprotect()'i ve ara bellek taşması tespiti için koruma sayfalarını öğretir. Öğrencilerin bellek düzeyinde güvenlik sertleştirme teknikleri uygulamasını sağlar.

Ders 4 • Sanal Bellek Mimarisi

Sayfa tablolarını, sanal adres alanı düzenini ve /proc/pid/maps arayüzünü açıklar. Ayırıcı davranışını ve mmap() semantiğini anlamak için gereken zihinsel modeli sağlar.

Ders 1 • İş Parçacığı Oluşturma ve Yaşam Döngüsü

pthread_create(), iş parçacığı niteliklerini, ayırma durumunu ve pthread_join()'i kapsar. Tüm senkronizasyon konularının üzerine inşa edildiği iş parçacığı yaşam döngüsü modelini oluşturur.

Ders 2 • Okuma-Yazma Kilitleri ve Bariyerler

Okuma ağırlıklı iş yükleri için rwlock ve aşama senkronizasyonu için pthread_barrier'ı kapsar. Senkronizasyon araç setini, özel kilitlemenin çok kaba olduğu kalıplara genişletir.

Ders 3 • Koşul Değişkenleri

pthread_cond_wait(), hatalı uyandırmalar ve yüklem döngüsü kalıbını gösterir. İş parçacıklarının boşta bekleme yapmadan durum değişikliklerini verimli bir şekilde beklemesini sağlar.

Ders 4 • Muteksler ve Kritik Bölgeler

Muteks başlatma, kilit/açık disiplini ve hata denetleyen muteks türlerini öğretir. Paylaşılan verileri eşzamanlı değişiklikten korumak için birincil aracı sağlar.

Ders 1 • Bloke Olmayan G/Ç ve epoll

Bloke olmayan soketler, epoll_create() ve kenar tetiklemeli mod kullanarak olay güdümlü bir sunucu uygular. Bağlantı yönetimini iş parçacığı başına bağlantı modelinin ötesine taşır.

Ders 2 • Soket API Temelleri

IPv4 ve IPv6 için socket(), bind(), listen(), accept(), connect() ve adres yapılarını kapsar. Tüm ağ programlamanın üzerine inşa edildiği temel API yüzeyini oluşturur.

Ders 3 • UDP ve Verigram Soketleri

UDP için sendto(), recvfrom() ve bağlantısız iletişim kalıplarını kapsar. UDP'nin güvenilmez teslimatını TCP ile karşılaştırır ve uygun kullanım durumlarını belirler.

Ders 4 • Soket Seçenekleri ve Gelişmiş Özellikler

Tamponları, keepalive'ı ve Nagle algoritması kontrolünü ayarlamak için getsockopt()/setsockopt()'u öğretir. Ağ bağlantılarının ince ayarlı performans ve güvenilirlik ayarını sağlar.