培訓(xùn)資料：Linux編程知識(shí)

1、菲 菱 科 思 內(nèi) 部 資 料 ， 注 意 保 密菲 菱 科 思 內(nèi) 部 資 料 ， 注 意 保 密LinuxLinux編程知識(shí)編程知識(shí)主要內(nèi)容 Linux編程的風(fēng)格及與編程的風(fēng)格及與COMWARE的比較的比較 Linux程序的常見概念程序的常見概念 Linux Make的使用的使用Linux編程的風(fēng)格編程的風(fēng)格變量類型：Linux的更直觀：u_int32_t VS ULONG變量命名：Linux采用全小寫，簡(jiǎn)短，但對(duì)英語要求較高COMWARE；采用的是匈牙利命名法，容易理解，但長(zhǎng)度較長(zhǎng)控制塊的使用：COMWARE是強(qiáng)制要求if、else等后面必須有，不容易出錯(cuò)；而Linux是能不用則不用，且

2、盡量多容納有效行函數(shù)返回值：功能性的函數(shù)，Linux一般是0返回正確，小于0的是出錯(cuò)；COMWARE是VOS_OK正確，VOS_ERR錯(cuò)誤常數(shù)的使用：Linux使用常數(shù)的地方較多，需聯(lián)系上下文才能看懂；COMWARE是提倡用有意義的宏來代替，能夠顧名思義.Linux用的是最新gcc編譯器，支持C99，可變宏、更多的關(guān)鍵字，等等，編碼更靈活；COMWARE僅支持ANSI C89總之，Linux是天才們的編碼，更追求技術(shù)；COMWARE是普通人的編碼，更追求穩(wěn)定Linux程序的常見概念程序的常見概念(一一)進(jìn)程：亦可稱為任務(wù)。Linux下的進(jìn)程互不影響，各自使用獨(dú)立的空間，由CPU、OS共同負(fù)責(zé)內(nèi)

3、存保護(hù)、任務(wù)切換；COMWARE使用相同的地址空間，能夠互相訪問，因此也會(huì)發(fā)生踩內(nèi)存的現(xiàn)象。COMWARE下啟動(dòng)任務(wù)是VOS_T_Create函數(shù)，通常是任務(wù)A調(diào)用該函數(shù)來啟動(dòng)B，兩者代碼通常不相同。Linux是fork函數(shù)來啟動(dòng)子進(jìn)程。通常返回值PID來區(qū)分：1、返回值是0，則是子進(jìn)程，子進(jìn)程可以通過getpid來獲取自身PID2、返回值是-1，表明創(chuàng)建任務(wù)出錯(cuò)3、其它，則是父進(jìn)程，并得到了子進(jìn)程的PIDLinux程序的常見概念程序的常見概念(一一)fork代碼常見形式： . if ( (pid = fork() = 0 ) /* Child process */ else if (pid

4、= -1) /* Error Handler */ else /* Parent process */ .Linux程序的常見概念程序的常見概念(二二)線程：可以說是輕量級(jí)的進(jìn)程。創(chuàng)建一個(gè)線程比創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程的開銷少得多。同一個(gè)進(jìn)程下的線程可以共享父進(jìn)程的所有資源，很方便地實(shí)現(xiàn)線程間的通訊。COMWARE不支持。Linux下用得也較少。Windows下用得最多。線程通常是用來UI和Function分離：主線程負(fù)責(zé)從圖形化界面上接收用戶的數(shù)據(jù)，并將其傳給對(duì)應(yīng)的子線程。子線程負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)并計(jì)算，并將結(jié)果返回給主線程，由主線程顯示給用戶。好處：避免了長(zhǎng)時(shí)間的計(jì)算，用戶無法進(jìn)行控制。缺點(diǎn)：編碼時(shí)需要考慮

5、同步、互斥的問題。Miniware短時(shí)間內(nèi)不會(huì)用到線程。有興趣的可參考pthread_createLinux程序的常見概念程序的常見概念(三三)共享鏈接庫(kù)：共享一份代碼，數(shù)據(jù)各自獨(dú)立，更常用的是COW-Copy on Write與可執(zhí)行文件的區(qū)別：不能直接運(yùn)行，不需要main函數(shù)編譯共享鏈接庫(kù)時(shí)，需要使用-fPIC和-shared別的程序要使用，編碼時(shí)需要提供頭文件，聲明各函數(shù)；鏈接時(shí)，需要-L給出鏈接庫(kù)的目錄以及-l給出鏈接庫(kù)的名稱程序運(yùn)行時(shí)，由OS負(fù)責(zé)裝入-fPIC：Position-Independent Code：Access all constant addresses throug

6、h a Global Offset Table與靜態(tài)庫(kù)的區(qū)別：靜態(tài)庫(kù)的代碼是編譯鏈接時(shí)使用，而且用哪些鏈接哪些，使用一次鏈接一次，編譯鏈接后直接存在于可執(zhí)行文件中，類似于C語言中的#define；共享鏈接庫(kù)是運(yùn)行時(shí)加載，鏈接時(shí)放在可執(zhí)行文件的是文件名和代碼起始地址(或函數(shù)名)，類似于C語言的函數(shù)調(diào)用Linux程序的常見概念程序的常見概念(三三)對(duì)于Miniware來說，靜態(tài)庫(kù)的代碼已經(jīng)是vmlinux.64文件中可執(zhí)行文件的一部分；而共享鏈接庫(kù)的代碼則是vmlinux.64文件中不可執(zhí)行的文件，放在ram fs，執(zhí)行時(shí)才會(huì)用到。COMWARE沒有共享鏈接庫(kù)的說法。Linux還可以動(dòng)態(tài)加載共享鏈

7、接庫(kù)，但需要程序員的額外編碼。避免了一開始就加載，但后續(xù)用不到的浪費(fèi)(比如if分支加載不同的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù))。Linux下是dlopen、dlsym；Miniware基本不需要用到該特性。Linux程序的常見概念程序的常見概念(四四)信號(hào)量：用于訪問全局資源的互斥、進(jìn)程間同步的手段。本質(zhì)是非負(fù)的整數(shù)計(jì)數(shù)器。使用者在訪問全局資源前，首先需要去獲取一個(gè)信號(hào)，如果計(jì)數(shù)器大于0，則使用者可以獲取成功；否則的話，使用者的任務(wù)將會(huì)被掛起；獲取信號(hào)量成功后，可以開始訪問全局資源；訪問結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)釋放，使得在其上面阻塞的任務(wù)能夠盡快得到調(diào)度。如果計(jì)數(shù)器初始化為1，且只有兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)者，則是互斥的典型現(xiàn)象。Linu

8、x程序的常見概念程序的常見概念(四四)sem_init：用于初始化一個(gè)信號(hào)量sem_wait：獲取信號(hào)量，如果計(jì)數(shù)器當(dāng)前大于0，則獲取成功，否則任務(wù)被掛起sem_trywait：獲取信號(hào)號(hào)，與sem_wait的區(qū)別是獲取不成功，不會(huì)被掛起sem_post：釋放信號(hào)量，訪問全局資源后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)釋放上述函數(shù)僅用于Linux線程間的同步Linux程序的常見概念程序的常見概念(四四)semget：用于初始化一個(gè)信號(hào)量semop：操作一個(gè)信號(hào)量，獲取還是釋放semctl：控制一個(gè)信號(hào)量，通常初始化初值或者釋放信號(hào)量所使用的內(nèi)核資源上述函數(shù)可用于Linux進(jìn)程間的同步Linux程序的常見概念程序的常見概念

9、(四四)#define MY_KEY 5555struct sembuf operation1 ;union semun int val; struct semid_ds *buf; USHORT *array; semctl_arg,ignored_argument;int semidsemid = semget(MY_KEY, 1, IPC_CREATE);/Set Initial value for the resource - initially one process ownedsemctl_arg.val = 1; /Setting semval to 1semctl(semid,

10、 0, SETVAL, semctl_arg);Linux程序的常見概念程序的常見概念(四四)/ get semaphoreoperation0.sem_op = -1;operation0.sem_num = 0;operation0.sem_flg = IPC_WAIT;semop(semid, operation,1);/ access global shared resource/ release semaphoreoperation0.sem_op = 1;operation0.sem_num = 0;operation0.sem_flg = IPC_WAITsemop(semid,

11、 operation,0);/ close semaphoresemctl(semid, 1, IPC_RMID , ignored_argument);Linux程序的常見概念程序的常見概念(四四)內(nèi)核的鎖：通常來說，內(nèi)核很少會(huì)用到信號(hào)量，更多的是用到讀寫同步鎖使用宏DEFINE_RWLOCK(lockname)來定義一個(gè)鎖使用write_lock_bh、write_unlock_bh和read_lock_bh、read_lock_bh來上鎖、解鎖自旋鎖用得也很多：spin_lock、spin_unlockLinux程序的常見概念程序的常見概念(四四)COMWARE由于任務(wù)是互斥的，通常不必

12、考慮互斥，進(jìn)程間通信基本是基于消息隊(duì)列Linux的System V是從Unix學(xué)習(xí)而來的，函數(shù)的控制參數(shù)多帶有IPC字段Windows的對(duì)信號(hào)量、事件、互斥量等，函數(shù)名、函數(shù)參數(shù)上各自獨(dú)立，有較好的理解性Linux程序的常見概念程序的常見概念(五五)共享內(nèi)存：進(jìn)程間通信的常用方法創(chuàng)建一塊共享內(nèi)存：int shmget(key_t key,int size,int shmflg);其中key必須是唯一，并且這組進(jìn)程調(diào)用該函數(shù)時(shí)，key必須相同。否則的話，得到的共享內(nèi)存，也許屬于別的進(jìn)程。shmflg通常是IPC_CREAT，表示不存在該共享內(nèi)存時(shí)則創(chuàng)建，存在的話則去打開。除非失敗，否則都會(huì)得到該

13、內(nèi)存的描述符Linux程序的常見概念程序的常見概念(五五)得到描述符后，通常調(diào)用shmat，把當(dāng)前進(jìn)程與該共享內(nèi)存關(guān)聯(lián)起來。int shmat ( int shmid, char *shmaddr, int shmflg);后兩個(gè)參數(shù)通常填0shmaddr填0的話則系統(tǒng)自動(dòng)去選擇系統(tǒng)一塊空閑內(nèi)存與共享內(nèi)存關(guān)聯(lián)起來。非0表示使用指定的內(nèi)存地址，容易引起沖突返回值是這塊內(nèi)存的起始地址，注意保存Linux程序的常見概念程序的常見概念(五五)不需要再使用時(shí)，shmdt將其引用計(jì)數(shù)釋放掉原型：int shmdt ( char *shmaddr )即使釋放到0，該內(nèi)存也不會(huì)釋放，除非使用shmctl將其標(biāo)

14、志為可移除int shmctl( int shmqid, int cmd, struct shmid_ds *buf )cmd為IPC_RMID，表示標(biāo)志其為可移除Linux程序的常見概念程序的常見概念(五五)#define MY_KEY 55555#define MY_SIZE 2048/* Process 1 */shmid = shmget(MY_KEY, MY_SIZE, IPC_CREATE);char * p = (char *)shmat(shmid, 0, 0)/* 此時(shí)p指向該共享內(nèi)存的起始地址，通過信號(hào)量或鎖，占住該資源后，即可往該內(nèi)存里讀、寫 */.shmdt(p);/*

15、 釋放信號(hào)量或鎖 */Linux程序的常見概念程序的常見概念(五五)/* Process 2 */shmid = shmget(MY_KEY, MY_SIZE, IPC_CREATE);char * p = (char *)shmat(shmid, 0, 0)/* 此時(shí)p也指向該共享內(nèi)存的起始地址，同樣地，通過信號(hào)量或鎖，占住該資源后，即可往該內(nèi)存里讀、寫 */.shmdt(p);/* 釋放信號(hào)量或鎖 */兩個(gè)進(jìn)程經(jīng)過shmat、shmdt后，該內(nèi)存的引用計(jì)數(shù)顯然是0，但該內(nèi)存仍然不會(huì)被釋放。但進(jìn)程1、2任意一個(gè)調(diào)用shmctl(shmid, IPC_RMID, &buf)后，該內(nèi)存就

16、會(huì)被釋放，其中buf對(duì)于IPC_RMID總被忽略小結(jié)和展望小結(jié)和展望多學(xué)習(xí)，多看源碼.其實(shí)餓也不懂Make Linux下編譯工程的好幫手，能夠根據(jù)時(shí)間戳檢測(cè)到哪些.c文件需要重新編譯，鏈接 target . : prerequisites .command. 其中target、prerequisites可以是一個(gè)或多個(gè)file，都支持通配符，比如%.c表示以.c結(jié)束的文件名Make command前必須有一個(gè)t，否則的話，Make會(huì)報(bào)錯(cuò)；同時(shí)command必須是shell命令 target、prerequisites、command都支持變量 Make還支持include，跟C語言類似；如果i

17、nclude的文件是一個(gè)target，那么target被更新后，這個(gè)文件還會(huì)被重新include進(jìn)來Make Make支持變量，除在command外可以任意定義，用$(variable)即可得到變量值 內(nèi)建的函數(shù)，比如wildcard，patsubst等等 還支持shell函數(shù)，調(diào)用shell命令，將其結(jié)果賦給變量，相當(dāng)于平時(shí)在shell運(yùn)行命令，得到的結(jié)果由輸出到屏幕變?yōu)橘x值給變量Make gcc的-M命令，可以知道該.c文件依賴于哪些.h文件 這些頭文件包括標(biāo)準(zhǔn)的頭文件及用戶自定義的頭文件 如果編寫的是用戶態(tài)程序，可以使用-MM命令來得到依賴于哪些用戶自定義的頭文件Make 對(duì)于特殊后綴名

18、的文件，Make有其內(nèi)建的目標(biāo)依賴規(guī)則 比如.o文件 %.o : %.c$(CC) -c $(CFLAGS) $ -o $ 我們可以添加自己的目標(biāo)依賴規(guī)則 %.d : %.ccommandMake Cavium上的makefile，與我們以前ARX9上的makefile大相徑庭，不需要告訴make，這個(gè).c文件依賴于哪個(gè).h文件，也不需要告訴如何編譯這個(gè).c文件 這就是Make的魅力Make Cavium上自動(dòng)編譯的Make簡(jiǎn)化版： obj-y += -include $(obj-y:.c=.d) .PHONY: all all: ; %.d: %.c-rm $(CC) -M $(CPPFLAGS) $ $.$sed s,($*).o :*,1.o $ : ,g $-rm $.$Make 通過obj-y，得到需要編譯的所有.c文件，在Cavium上是分散在kernel各子目錄下的Makefile文件中 -include $(obj-y:.c=.d)首先把各個(gè)文件的后綴由.c變成.d，再include進(jìn)來；前面加-，表示即使文件不存在，也不報(bào)錯(cuò)退出 .PHONY: all all: ; 擺設(shè)而已，Make總需要一個(gè)