Kurs i Linux Systemprogrammering i C++

Kurs i Linux systemprogrammering med Modern C++

Hur omvandlar man en signal till en exception? Hur skapar man en process och fyller den med ny programkod. Vilka olika sätt att kommunicera mellan processer finns det? Hur fixar man memory-mapped I/O?

Dessa och en lång rad andra frågeställningar besvarar vi i denna mycket uppskattade kurs.

Denna kurs överlappar med vår andra kurs "Linux Systems Programming using C", men lägger till implementation av ett flertal C++ klasser som elegant kapslar in alla låg-nivå anrop till kernel och tillhandahåller ett användbart applikationsgränssnitt.

Detta får du lära dig
  • Hur adressrummet för en process är organiserad och varför detta är intressant
  • Hur funktionsanrop går till och hur man kan utnyttja den insikten
  • Hur man spårar biblioteksanrop respektive systemanrop
  • Det speciella filssytemet /proc
  • Asynkron I/O och minnesmapapde ditto
  • Signal hantering
  • Hantering av processer med fork(), exec() och wait()
  • Kommunikation med pipe & fifo
  • POSIX message queues
  • POSIX shared memory segments
  • POSIX semaphores
  • TCP stream sockets
Kursinnehåll

Application

Understanding the concept of a Linux application

    The Process Concept

    • What is a process and dows it differ from a thread
    • Process meta-data

    Virtual Address Space Organization

    • Virtual memory pages
    • Address translation
    • What happens during a page fault
    • Memory areas and their functions

    Compilation and Linking

    • Overview of the various compilation steps
    • Understanding the magic number
    • Creating statically linked libraries
    • Creating dynamically linked libraries
    • Using programs to inspect compiled files such as string, nm, objdump, ldd

    Understanding Function Calls

    • The call stack
    • The content of stack frames
    • The details of a single function call
    • Implementing variable number of function arguments
    • Using setjmp/longjmp
    • Understanding how longjmp is used when C++ throws an exception

    Library and System Calls

    • What is call to a library
    • What is a system call
    • How is the kernel code invoked during a system call
    • Tracing library and system calls

    Memory Management

    • What is dynamic memory anyway
    • The C APIs for using the heap
    • Brief about how to implement heap management
    • Estimating the current heap size
    • Implementing a C++ allocator for use with containers
    • Allocating memory blocks on the call stack
    • Tracking memory leaks with valgrind
    • The C++ APIs for using the heap

    Creating Processes

    • Copying a process with fork
    • Special process IDs
    • Terminating a process
    • What are zombies and daemons
    • Loading a new executable with exec
    • Implementing class Process

    Input / Output

    Different forms of performing I/O

      File Systems

      • What is a file system
      • FS types
      • File types
      • Basic operations on files, from the kernel's perspective
      • I-nodes
      • Directory files
      • File descriptors
      • Devices
      • Mounting devices

      The /proc file system

      • What is the /proc FS
      • Top-level info files
      • Process-specific info files
      • Reading /proc info files using C++

      Regular I/O

      • How to use the kernel API of open/close
      • Opening modes
      • Setting file permissions
      • How to use the kernel API of read/write
      • Changing the file read/write position
      • Manipulating files in the file system
      • Using C++ fstream for binary record-oriented files

      Advanced I/O

      • Manipulation of file descriptors
      • Using memory mapped I/O
      • Using non-blocking I/O
      • Using non-deterministic I/O
      • Implementing class MemoryMappedFile

      Inter-process Communication (IPC)

      Different forms of interchanging data between processes.

        Signals

        • What are signals
        • Sending signals from the shell and from program code
        • Implementing signal handlers
        • Registering signals and signal masks
        • Implementing timeouts
        • Creating interval timers
        • Invoking longjmp from a signal handler
        • Implementing class GlobalSignalHandler
        • How to translate a signal, such as SEGV (segmentation fault) into a C++ exception

        Channels

        • What is a channel
        • Pipes
        • Fifos
        • Implementing class Fifo

        Message Queues

        • What is a message queue and how do it differ from a channel
        • Overview of the API
        • Usages
        • Implementing class MessageQueue

        Shared Memory

        • What is shared memory
        • Overview of the API
        • Usages
        • Implementing class SharedMemory and use it as a C++ allocator

        Semaphores

        • What is a semaphore
        • Memory vs file-system based semaphores
        • Overview of the API
        • Usages
        • Implementing class Semaphore
        • Implementing class FileSystemSemaphore
        • Implementing a message queue with semaphores for use in shared memory

        TCP Sockets

        • What is a TCP socket
        • API overview
        • Network byte order (NBO)
        • Creating client sockets
        • Creating server-side sockets
        • Implementing class Socket
        • Implementing class ServerSocket
        • Implementing a iostreams compatible socket type
        SnabbFakta
        NamnLinux Systemprogrammering i C++
        Längd 3 Dagar
        NivåAdvanced
        MålgruppErfarna C++ programmerare
        FörkunskaperKännedom om Modern C++
        Verktyg
        • GCC/G++ compiler, version 8 or later
        • Jetbrains CLion IDE
        • Ubuntu Linux @ VirtualBox or WLS @ Windows-10
        KursDatum
        DatumPlatsPrisBoka
        Hämtar kursschema...
        19000

        Samma-Företags Rabatt

        Vi ger 20% rabatt för tillkommande deltagare från samma företag vid samma kurs-tillfälle. Läs mer här.

        Företagsintern Kurs

        Om du beställer en företagsintern kurs kommer vi till er och håller kursen i era lokaler. Priset bestäms av vår prismodell och baseras på antalet kursdagar, antalet deltagare, samt i förekommande fall resa och logi.

        Läs mer om vår prismodell och beställningsvillkor här.

        Relaterade Kurser
        Kurs DagarNivå
        Modern C++ Fördjupning3IntermediateVisa
        C++ Programmering med Trådar3Advanced Visa
        C++ 11/14/17 för C++ Programmerare3IntermediateVisa
        Modern C++5BeginnerVisa
        Modern C++ för Java Programmerare4 Beginner Visa
        Linux Systemprogramming med C3AdvancedVisa