培训资料：Linux编程知识.ppt

1、Linux编程知识,主要内容,Linux编程的风格及与COMWARE的比较Linux程序的常见概念LinuxMake的使用,Linux编程的风格,变量类型：Linux的更直观：u_int32_tVSULONG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

2、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ANSIC89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(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

3、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PID,Linux程序的常见概念(一),fork代码常见形式：.if(pid=fork()=0)/*Childprocess*/elseif(pid=-1)/*ErrorHandler*/else/*Parentprocess*/.,Linux程序的常见概念(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

4、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_create,Linux程序的常见概念(三),共享链接库：共享一份代码，数据各自独立，更常用的是COW-CopyonWrite与可执行文件的区别：不能直接运行，不需要main函数编译

5、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-IndependentCode：AccessallconstantaddressesthroughaGlobalOffsetTable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,

6、Linux程序的常见概念(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ramfs，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(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，

7、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。,Linux程序的常见概念(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,Lin

8、ux程序的常见概念(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(四),#defineMY_KEY5555structsembufoperation1;unionsemunintval;structsemid_ds*buf;USHORT*array;semctl_arg,ignored_argument;intsemidsemid=semget(MY_KEY,1,IPC_CREATE);/SetInitialvaluefor

9、theresource-initiallyoneprocessownedsemctl_arg.val=1;/Settingsemvalto1semctl(semid,0,SETVAL,semctl_arg);,Linux程序的常见概念(四),/getsemaphoreoperation0.sem_op=-1;operation0.sem_num=0;operation0.sem_flg=IPC_WAIT;semop(semid,operation,1);/accessglobalsharedresource/releasesemaphoreoperation0.sem_op=1;operati

10、on0.sem_num=0;operation0.sem_flg=IPC_WAITsemop(semid,operation,0);/closesemaphoresemctl(semid,1,IPC_RMID,ignored_argument);,Linux程序的常见概念(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_unlock,Li

11、nux程序的常见概念(四),COMWARE由于任务是互斥的，通常不必考虑互斥，进程间通信基本是基于消息队列Linux的SystemV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(五),共享内存：进程间通信的常用方法创建一块共享内存：intshmget(key_tkey,intsize,intshmflg);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

12、建，存在的话则去打开。除非失败，否则都会得到该内存的描述符,Linux程序的常见概念(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。intshmat(intshmid,char*shmaddr,intshmflg);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(五),不需要再使用时，shmdt将其引用计数释放掉原型：intshmdt(char*shmaddr)即使释放到0，该内存也不会释放，除非使用shmctl将其标志为

13、可移除intshmctl(intshmqid,intcmd,structshmid_ds*buf)cmd为IPC_RMID，表示标志其为可移除,Linux程序的常见概念(五),#defineMY_KEY55555#defineMY_SIZE2048/*Process1*/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);/*释放信号量或锁*/,Linux程序的常见概念(五),/*Process2*

14、/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,%.d:%.c-rm$(CC)-M$(CPPFLAGS)$.$seds,($*).o:*,1.o$:,g$-rm$.$,Make,通过obj-y，得到需要编译的

15、所有.c文件，在Cavium上是分散在kernel各子目录下的Makefile文件中-include$(obj-y:.c=.d)首先把各个文件的后缀由.c变成.d，再include进来；前面加-，表示即使文件不存在，也不报错退出.PHONY:allall:;摆设而已，Make总需要一个target来执行,Make,%.d:%.c-rm$(CC)-M$(CPPFLAGS)$.$seds,($*).o:*,1.o$:,g$-rm$.$告诉Make，这是一个自定义的静态规则模式，.d文件如何从.c文件推导出来，并且通过sed命令把gccM生成的xxx.c:xxx.h.改成xxx.oxxx.d:xxx.h.,Make,seds,($*).o:*,1.o$:,g$：输出重定向到$文件s:s/pattern/replacement，s后面的第一个字符作为分隔符pattern:($*).o:*,:(、)成对括起来的字符，在replacement里可以用1、2来引用.0：作转字字符用，.正常为正规则表达式里的任意字符，相当于ls里的?，这里.0相当于正常的.o: