培训资料：Linux编程知识

1、菲 菱 科 思 内 部 资 料 ， 注 意 保 密菲 菱 科 思 内 部 资 料 ， 注 意 保 密LinuxLinux编程知识编程知识主要内容 Linux编程的风格及与编程的风格及与COMWARE的比较的比较 Linux程序的常见概念程序的常见概念 Linux Make的使用的使用Linux编程的风格编程的风格变量类型：Linux的更直观：u_int32_t VS ULONG变量命名：Linux采用全小写，简短，但对英语要求较高COMWARE；采用的是匈牙利命名法，容易理解，但长度较长控制块的使用：COMWARE是强制要求if、else等后面必须有，不容易出错；而Linux是能不用则不用，且

2、尽量多容纳有效行函数返回值：功能性的函数，Linux一般是0返回正确，小于0的是出错；COMWARE是VOS_OK正确，VOS_ERR错误常数的使用：Linux使用常数的地方较多，需联系上下文才能看懂；COMWARE是提倡用有意义的宏来代替，能够顾名思义.Linux用的是最新gcc编译器，支持C99，可变宏、更多的关键字，等等，编码更灵活；COMWARE仅支持ANSI C89总之，Linux是天才们的编码，更追求技术；COMWARE是普通人的编码，更追求稳定Linux程序的常见概念程序的常见概念(一一)进程：亦可称为任务。Linux下的进程互不影响，各自使用独立的空间，由CPU、OS共同负责内

3、存保护、任务切换；COMWARE使用相同的地址空间，能够互相访问，因此也会发生踩内存的现象。COMWARE下启动任务是VOS_T_Create函数，通常是任务A调用该函数来启动B，两者代码通常不相同。Linux是fork函数来启动子进程。通常返回值PID来区分：1、返回值是0，则是子进程，子进程可以通过getpid来获取自身PID2、返回值是-1，表明创建任务出错3、其它，则是父进程，并得到了子进程的PIDLinux程序的常见概念程序的常见概念(一一)fork代码常见形式： . if ( (pid = fork() = 0 ) /* Child process */ else if (pid

4、= -1) /* Error Handler */ else /* Parent process */ .Linux程序的常见概念程序的常见概念(二二)线程：可以说是轻量级的进程。创建一个线程比创建一个进程的开销少得多。同一个进程下的线程可以共享父进程的所有资源，很方便地实现线程间的通讯。COMWARE不支持。Linux下用得也较少。Windows下用得最多。线程通常是用来UI和Function分离：主线程负责从图形化界面上接收用户的数据，并将其传给对应的子线程。子线程负责接收数据并计算，并将结果返回给主线程，由主线程显示给用户。好处：避免了长时间的计算，用户无法进行控制。缺点：编码时需要考虑

5、同步、互斥的问题。Miniware短时间内不会用到线程。有兴趣的可参考pthread_createLinux程序的常见概念程序的常见概念(三三)共享链接库：共享一份代码，数据各自独立，更常用的是COW-Copy on Write与可执行文件的区别：不能直接运行，不需要main函数编译共享链接库时，需要使用-fPIC和-shared别的程序要使用，编码时需要提供头文件，声明各函数；链接时，需要-L给出链接库的目录以及-l给出链接库的名称程序运行时，由OS负责装入-fPIC：Position-Independent Code：Access all constant addresses throug

6、h a Global Offset Table与静态库的区别：静态库的代码是编译链接时使用，而且用哪些链接哪些，使用一次链接一次，编译链接后直接存在于可执行文件中，类似于C语言中的#define；共享链接库是运行时加载，链接时放在可执行文件的是文件名和代码起始地址(或函数名)，类似于C语言的函数调用Linux程序的常见概念程序的常见概念(三三)对于Miniware来说，静态库的代码已经是vmlinux.64文件中可执行文件的一部分；而共享链接库的代码则是vmlinux.64文件中不可执行的文件，放在ram fs，执行时才会用到。COMWARE没有共享链接库的说法。Linux还可以动态加载共享链

7、接库，但需要程序员的额外编码。避免了一开始就加载，但后续用不到的浪费(比如if分支加载不同的动态链接库)。Linux下是dlopen、dlsym；Miniware基本不需要用到该特性。Linux程序的常见概念程序的常见概念(四四)信号量：用于访问全局资源的互斥、进程间同步的手段。本质是非负的整数计数器。使用者在访问全局资源前，首先需要去获取一个信号，如果计数器大于0，则使用者可以获取成功；否则的话，使用者的任务将会被挂起；获取信号量成功后，可以开始访问全局资源；访问结束后，应当及时释放，使得在其上面阻塞的任务能够尽快得到调度。如果计数器初始化为1，且只有两个竞争者，则是互斥的典型现象。Linu

8、x程序的常见概念程序的常见概念(四四)sem_init：用于初始化一个信号量sem_wait：获取信号量，如果计数器当前大于0，则获取成功，否则任务被挂起sem_trywait：获取信号号，与sem_wait的区别是获取不成功，不会被挂起sem_post：释放信号量，访问全局资源后，应当及时释放上述函数仅用于Linux线程间的同步Linux程序的常见概念程序的常见概念(四四)semget：用于初始化一个信号量semop：操作一个信号量，获取还是释放semctl：控制一个信号量，通常初始化初值或者释放信号量所使用的内核资源上述函数可用于Linux进程间的同步Linux程序的常见概念程序的常见概念

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程序的常见概念程序的常见概念(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程序的常见概念程序的常见概念(四四)内核的锁：通常来说，内核很少会用到信号量，更多的是用到读写同步锁使用宏DEFINE_RWLOCK(lockname)来定义一个锁使用write_lock_bh、write_unlock_bh和read_lock_bh、read_lock_bh来上锁、解锁自旋锁用得也很多：spin_lock、spin_unlockLinux程序的常见概念程序的常见概念(四四)COMWARE由于任务是互斥的，通常不必

12、考虑互斥，进程间通信基本是基于消息队列Linux的System V是从Unix学习而来的，函数的控制参数多带有IPC字段Windows的对信号量、事件、互斥量等，函数名、函数参数上各自独立，有较好的理解性Linux程序的常见概念程序的常见概念(五五)共享内存：进程间通信的常用方法创建一块共享内存：int shmget(key_t key,int size,int shmflg);其中key必须是唯一，并且这组进程调用该函数时，key必须相同。否则的话，得到的共享内存，也许属于别的进程。shmflg通常是IPC_CREAT，表示不存在该共享内存时则创建，存在的话则去打开。除非失败，否则都会得到该

13、内存的描述符Linux程序的常见概念程序的常见概念(五五)得到描述符后，通常调用shmat，把当前进程与该共享内存关联起来。int shmat ( int shmid, char *shmaddr, int shmflg);后两个参数通常填0shmaddr填0的话则系统自动去选择系统一块空闲内存与共享内存关联起来。非0表示使用指定的内存地址，容易引起冲突返回值是这块内存的起始地址，注意保存Linux程序的常见概念程序的常见概念(五五)不需要再使用时，shmdt将其引用计数释放掉原型：int shmdt ( char *shmaddr )即使释放到0，该内存也不会释放，除非使用shmctl将其标

14、志为可移除int shmctl( int shmqid, int cmd, struct shmid_ds *buf )cmd为IPC_RMID，表示标志其为可移除Linux程序的常见概念程序的常见概念(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)/* 此时p指向该共享内存的起始地址，通过信号量或锁，占住该资源后，即可往该内存里读、写 */.shmdt(p);/*

15、 释放信号量或锁 */Linux程序的常见概念程序的常见概念(五五)/* Process 2 */shmid = shmget(MY_KEY, MY_SIZE, IPC_CREATE);char * p = (char *)shmat(shmid, 0, 0)/* 此时p也指向该共享内存的起始地址，同样地，通过信号量或锁，占住该资源后，即可往该内存里读、写 */.shmdt(p);/* 释放信号量或锁 */两个进程经过shmat、shmdt后，该内存的引用计数显然是0，但该内存仍然不会被释放。但进程1、2任意一个调用shmctl(shmid, IPC_RMID, &buf)后，该内存就

16、会被释放，其中buf对于IPC_RMID总被忽略小结和展望小结和展望多学习，多看源码.其实饿也不懂Make Linux下编译工程的好帮手，能够根据时间戳检测到哪些.c文件需要重新编译，链接 target . : prerequisites .command. 其中target、prerequisites可以是一个或多个file，都支持通配符，比如%.c表示以.c结束的文件名Make command前必须有一个t，否则的话，Make会报错；同时command必须是shell命令 target、prerequisites、command都支持变量 Make还支持include，跟C语言类似；如果i

17、nclude的文件是一个target，那么target被更新后，这个文件还会被重新include进来Make Make支持变量，除在command外可以任意定义，用$(variable)即可得到变量值 内建的函数，比如wildcard，patsubst等等 还支持shell函数，调用shell命令，将其结果赋给变量，相当于平时在shell运行命令，得到的结果由输出到屏幕变为赋值给变量Make gcc的-M命令，可以知道该.c文件依赖于哪些.h文件 这些头文件包括标准的头文件及用户自定义的头文件 如果编写的是用户态程序，可以使用-MM命令来得到依赖于哪些用户自定义的头文件Make 对于特殊后缀名

18、的文件，Make有其内建的目标依赖规则 比如.o文件 %.o : %.c$(CC) -c $(CFLAGS) $ -o $ 我们可以添加自己的目标依赖规则 %.d : %.ccommandMake Cavium上的makefile，与我们以前ARX9上的makefile大相径庭，不需要告诉make，这个.c文件依赖于哪个.h文件，也不需要告诉如何编译这个.c文件 这就是Make的魅力Make Cavium上自动编译的Make简化版： obj-y += -include $(obj-y:.c=.d) .PHONY: all all: ; %.d: %.c-rm $(CC) -M $(CPPFLAGS) $ $.$sed s,($*).o :*,1.o $ : ,g $-rm $.$Make 通过obj-y，得到需要编译的所有.c文件，在Cavium上是分散在kernel各子目录下的Makefile文件中 -include $(obj-y:.c=.d)首先把各个文件的后缀由.c变成.d，再include进来；前面加-，表示即使文件不存在，也不报错退出 .PHONY: all all: ; 摆设而已，Make总需要一个