第3章：嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)

嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)第三章第一章：緒論——回顧1、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)2、嵌入式系統(tǒng)的分類3、嵌入式系統(tǒng)的組成4、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程問(wèn)第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1、熟悉嵌入式程序中的C語(yǔ)言現(xiàn)象；

2、掌握鏈表的使用；

3、了解常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)；

4、了解操作系統(tǒng)的主要功能；第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象----includedefinestaticvolatileinline#include<stdio.h>#include“myhead.h”#defineMAX_LINE25staticintk=100;main(){volatileint*i=0x10;i=abc(199);……}#ifndefMYHEAD#defineMYHEAD……inlineint

abc(intx){ returnx^3;}#endifmain.cmyhead.h——一切都是因?yàn)轭A(yù)編譯和編譯優(yōu)化！第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象宏定義：#define宏名[(變量1,變量2,…)][宏體]說(shuō)明：

1、編譯器會(huì)把源代碼中出現(xiàn)的全部宏名替換為對(duì)應(yīng)的宏體

2、變量沒(méi)有類型區(qū)分，只是一個(gè)占位標(biāo)識(shí)符

3、宏名和宏體采用空格分開(kāi)，宏體中允許出現(xiàn)更多的空格

4、作用：定義宏常量、防重復(fù)包含、定義語(yǔ)句塊助記符

5、如果宏體包含多條語(yǔ)句，必須包含在do{}while(0)中，宏體中的占位標(biāo)識(shí)符(數(shù)字常量）必須在宏體中用小括號(hào)括起

6、宏名中的字母一般采用大寫(xiě)

7、宏常量的值在程序運(yùn)行期間不能改變----defineincludestaticvolatileinline第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象定義宏常量：#define宏常量名宏體#defineMAX_LINE127#defineMATRIX(128*128)……x=MAX_LINE+MATRIX^2;…………x=127+(128*128)^2;……預(yù)編譯時(shí)替換----defineincludestaticvolatileinline第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象防止頭文件重復(fù)包含：#ifndef

宏名#define宏名……#endif注意：

1、宏名要取復(fù)雜一些，且最好與頭文件名相關(guān)；

2、一般只在頭文件中出現(xiàn)。#ifndefMY_HEAD_H#defineMY_HEAD_H#defineMAXLINE100int

abc;#endif頭文件myhead.h----defineincludestaticvolatileinlinep34第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象定義語(yǔ)句塊助記符：#define宏名(變量1,變量2,…)語(yǔ)句#define宏名(變量1,變量2,…)do{語(yǔ)句1;語(yǔ)句2;…;}while(0)#defineMUL(a,b)(a*b)#defineMUL(a,b)((a)*(b))#defineMAX(a,b)((a)>(b)?(a):(b))#defineDEBUGERR(a,err)\do{\

if((a)<0){\

printf(“Error:%s\n”,err);\ exit(1);\ }\}while(0)----defineincludestaticvolatileinline第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象異步執(zhí)行程序，不可預(yù)知的事情時(shí)有發(fā)生防優(yōu)化標(biāo)識(shí)符:volatile類型變量；作用：用volatile修飾過(guò)的變量在編譯時(shí)不做優(yōu)化處理；例子P36----defineincludestaticvolatileinline第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象static關(guān)鍵字:static類型變量|函數(shù)；作用：

1、對(duì)于變量，規(guī)定作用域和生存期；

2、對(duì)于函數(shù)，規(guī)定作用域；被static修飾的函數(shù)其作用域是文件

同一個(gè)文件內(nèi)的函數(shù)可以調(diào)用它；被static修飾的變量其生存期就是程序運(yùn)行期。如果在函數(shù)中定義，那么作用域是該函數(shù)體，如果在函數(shù)外定義，期作用域就是文件（也就是說(shuō)該變量對(duì)于文件中的任何代碼都是可見(jiàn)的）；----defineincludestaticvolatileinline第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象#include<stdio.h>staticinti=100;abc(intx){ staticinttotal=0;

intj=0; total+=x;j+=i;

printf(“total=%d;j=%d\n”,total,j);}main(){

for(intj=0;j<10;j++)abc(j);}total=0;j=100total=1;j=100total=3;j=100total=6;j=100total=10;j=100total=15;j=100total=21;j=100total=28;j=100total=36;j=100total=45;j=100----defineincludestaticvolatileinline第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象----defineincludestaticvolatileinline

main(){Statement1;Statement2;……;abc(10,20);……;

Statementn;……;}abc(x,y){Statement1;Statement2;……;

Statementm;return;}主函數(shù)main()子函數(shù)abc(x,y)執(zhí)行路徑第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象----defineincludestaticvolatileinline

用inline修飾過(guò)的函數(shù)，函數(shù)調(diào)用在預(yù)編譯時(shí)被函數(shù)體替換，這樣程序的執(zhí)行軌跡不會(huì)發(fā)生跳轉(zhuǎn)。main(){Statement1;……;abc(10,20);……;Statementn;……;}inlineabc(x,y){clause1clause2}主函數(shù)main()子函數(shù)abc(x,y)預(yù)編譯statement1……clause1clause2……statementn……預(yù)編譯后的主函數(shù)main()編譯目標(biāo)程序第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——C語(yǔ)言現(xiàn)象----defineincludestaticvolatileinline

用inline修飾小的、調(diào)用頻繁的函數(shù)，可以帶來(lái)以下兩個(gè)好處：1、減少了執(zhí)行軌跡上的代碼量；2、提高了程序執(zhí)行效率；第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——鏈表(理解指針)10050xB0x000000000x000000010x000000020x000000030x000000040x000000050x000000060x000000070x000000080x000000090x0000000A0x0000000B0x0000000C……0xFFFFFFFF地址內(nèi)存單元intx;&x=0x00000007x=14;14int*p;p=0x0F000009&p=0x000000010900000F*p=55;55x=?p=&x;p=0x0000000707000000第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——鏈表參考書(shū)本P38鏈表：動(dòng)態(tài)性

任意位置插入和刪除數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。數(shù)組：靜態(tài)分配內(nèi)存。指針域數(shù)據(jù)域structcircle{

structcircle*next;

intx;

inty;

intr;}第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——鏈表例子：struct

mylist{

intx;

struct

mylist*next;}struct

mylist*head,*tail;head=new(mylist);head->x=10;tail=new(mylist)tail->x=20;tail->next=NULL;head->next=tail;printf(“%d”,head->next->x)第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——Linux中的鏈表struct

list_head{

struct

list_head*next,*prev;};奇妙的list_head鏈表節(jié)點(diǎn)：第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——Linux中的鏈表#definecontainer_of(ptr,type,member)\(type*)((char*)ptr-(char*)&((type*)0)->member)struct

abc{chara;shortb;

intx;unsignedlongy;}struct

abcxyz=abc(‘m’,1,2,3);struct

abc*cba=list_entry(&xyz.x,struct

abc,x);printf(“%c-%d-%d-%d\n”,cba->a,cba->b,cba->x,cba->y);第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——Linux中的鏈表typedef

struct

server_detect_ftp

{

struct

list_headlist;charserver[20];

intport;charusername[10];charpassword[10];}server_detect_ftp_t;

int

main(void){

struct

list_headhead,*p;

server_detect_ftp_tft1,ft2,*entry;strcpy(ft1.server,"");ft1.port=34;strcpy(ft1.username,"good");strcpy(ft1.password,"good");

strcpy(ft2.server,"");ft2.port=80;strcpy(ft2.username,“bad");strcpy(ft2.password,“bad");

INIT_LIST_HEAD(&head);list_add(&ft1.list,&head);list_add_tail(&ft2.list,&ft1.list);

list_for_each(p,&head){entry=list_entry(p,struct

server_detect_ftp,list);

printf("%s\n",entry->username);}

list_del(&ftp_link1.list);}利用list_head的例子：第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——Linux中的鏈表typedef

struct

server_detect_ftp

{

struct

list_headlist;charserver[20];

intport;charusername[10];charpassword[10];}server_detect_ftp_t;

int

main(void){

struct

list_headhead,*p;

server_detect_ftp_tft1,ft2,*entry;strcpy(ft1.server,"");ft1.port=34;strcpy(ft1.username,"good");strcpy(ft1.password,"good");

strcpy(ft2.server,"");ft2.port=34;strcpy(ft2.username,"good");strcpy(ft2.password,"good");

INIT_LIST_HEAD(&head);list_add(&ft1.list,&head);list_add_tail(&ft2.list,&ft1.list);

list_for_each(p,&head){entry=list_entry(p,struct

server_detect_ftp,list);

printf("%s\n",entry->username);}

list_del(&ftp_link1.list);}利用list_head的例子：第三章：通用操作系統(tǒng)的特點(diǎn)、發(fā)展及其功能1、計(jì)算機(jī)的靈魂2、介于硬件層和應(yīng)用軟件層之間3、高度抽象的虛擬機(jī)器4、計(jì)算機(jī)資源的管理者三、通用操作系統(tǒng)的發(fā)展：UNIXDOSWINDOWS|OS2LINUX四、功能：資源管理

管理CPU（進(jìn)程）、存儲(chǔ)、設(shè)備和文件一、特點(diǎn)二、現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特點(diǎn)1、微內(nèi)核2、模塊化3、網(wǎng)絡(luò)化4、多任務(wù)第三章：嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)、發(fā)展一、裁剪和定制通用OS嵌入式操作

因?yàn)閷I(yè)，所以高效二、發(fā)展：

1、上世紀(jì)80年代：實(shí)時(shí)多任務(wù)

VRTX32、MTOS、PSOS等

2、上世紀(jì)90年代：網(wǎng)絡(luò)化、多任務(wù)、圖形界面、文件系統(tǒng)

VxWorks,Psos+,μC/OS-II等

3、本世紀(jì)：支持internet、多媒體和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、可定制

Linux,WindowsCE,PalmOS,JAVAOS等第三章：常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)和選型1、VxWorks

實(shí)時(shí)、商業(yè)版、市場(chǎng)占有率目前最高

軍工、航天、通信。2、Linux開(kāi)放源碼、便于裁剪、便于移植、支持的應(yīng)用軟件多、多

線程多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、消費(fèi)類電子產(chǎn)品

發(fā)展迅猛3、Symbian

眾多移動(dòng)通訊設(shè)備廠家支持、兼容性差、應(yīng)用開(kāi)發(fā)困難、多媒體支持差

移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)

夕陽(yáng)西下。4、WindowsCE多線程多任務(wù)、模塊化、應(yīng)用開(kāi)發(fā)容易、功耗大、價(jià)格昂貴

PDA、手機(jī)等

走下坡路。5、Android開(kāi)源、linux內(nèi)核、完美多媒體和網(wǎng)絡(luò)支持、深度編程

手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備。6、PalmOS易用、高效、商業(yè)版本

掌上電腦、PDA等7、uC/OS-II多任務(wù)（64個(gè)）、實(shí)時(shí)、開(kāi)源但不免費(fèi)

數(shù)碼相機(jī)、醫(yī)療設(shè)備和高端音響設(shè)備等第４.５節(jié)：嵌入式Linux簡(jiǎn)介1、自制嵌入式linux：裁剪定制標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核

形成自己的EOS2、專業(yè)LinuxEOS服務(wù)收費(fèi)的LinuxEOS完全免費(fèi)的LinuxEOSMvista,TimeSys紅旗EOSRT-Linux,uCLinux,uC/OS,RTAI第三章：常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)和選型1·應(yīng)用需求２·實(shí)時(shí)性３·CPU類型4·開(kāi)發(fā)工具5·價(jià)格和服務(wù)第三章：嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)——總結(jié)1、嵌入式程序中的C語(yǔ)言現(xiàn)象2、鏈表3、常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)4、OS的作用問(wèn)5、常見(jiàn)嵌入式Linux第三章結(jié)束編寫(xiě)一個(gè)c語(yǔ)言隨機(jī)選號(hào)程序（在屏幕上快速隨機(jī)顯示1～99之間的數(shù)字，按回車鍵停止跳動(dòng)并退出），工程包含三個(gè)文件：包含main函數(shù)的rand_main.c，定義宏和函數(shù)聲明的頭文件rand_head.h，定義函數(shù)rand(x,y)的文件rand_fun.c用到的技術(shù)：fork,光標(biāo)定位，殺進(jìn)程第三章：嵌入式軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)——實(shí)訓(xùn)rand_main.c#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<signal.h>#include<sys/types.h>#include"rand_head.h"main(){

int

pid;

if((pid=fork())==0){while(1){printf(“^[[2J”);//清屏

printf("^[[10;50H%d",rand_mon(