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Linux是一個(gè)開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用于服務(wù)器端、嵌入式設(shè)備和桌面應(yīng)用領(lǐng)域。Linux編程可以讓開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)出更高效、更安全的應(yīng)用程序。然而，如果你想編寫(xiě)出高效的Linux程序，你需要學(xué)會(huì)一些關(guān)鍵技巧。下面是幾個(gè)必須要掌握的技巧：
1. 理解Linux的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
Linux操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是基于內(nèi)核和用戶(hù)空間兩個(gè)層次。內(nèi)核層次提供了系統(tǒng)資源管控、進(jìn)程調(diào)度和設(shè)備驅(qū)動(dòng)等核心功能。用戶(hù)空間提供了應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)所需的接口和工具集。熟悉操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，能夠更好地理解和利用內(nèi)核的功能，從而使程序開(kāi)發(fā)更加高效和精確。
2. 使用系統(tǒng)調(diào)用而不是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)
Linux中有很多系統(tǒng)調(diào)用，它們可以更加直接地操作系統(tǒng)資源，因此比標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)更高效。常見(jiàn)的系統(tǒng)調(diào)用有read、write、fork、exec等。避免使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)能夠有效地減少系統(tǒng)調(diào)用的次數(shù)，從而提高程序的性能。
3. 采用異步IO編程機(jī)制
異步IO使得程序可以在等待IO操作完成的同時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)。Linux中的異步IO可以通過(guò)epoll機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。異步IO編程相比同步IO編程在高并發(fā)環(huán)境下有明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠增加程序的響應(yīng)速度和吞吐量。
4. 優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)存的使用
Linux下的內(nèi)存是有限的資源，內(nèi)存泄漏和非正常使用將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。因此，在程序設(shè)計(jì)時(shí)要注意內(nèi)存的申請(qǐng)和釋放。建議使用內(nèi)存池管理技術(shù)來(lái)減少內(nèi)存申請(qǐng)和釋放操作的次數(shù)，從而提高程序的效率。
5. 對(duì)程序進(jìn)行多線程優(yōu)化
多線程編程是Linux編程中常用的技術(shù)之一。使用多線程可以使程序在處理IO等阻塞型操作時(shí)不會(huì)被阻塞，提高程序并發(fā)能力。要注意線程數(shù)量的控制、線程間的同步和通信等方面的優(yōu)化，以減少線程切換帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)，從而達(dá)到更高的程序效率。
Linux編程需要開(kāi)發(fā)者具備的技能和知識(shí)比較豐富，掌握以上幾個(gè)關(guān)鍵技巧可以在高效編程方面起到很好的幫助作用。下一步，我們可以通過(guò)實(shí)踐和深入學(xué)習(xí)不斷完善自己的編程技術(shù)，創(chuàng)造更高效、更安全的Linux程序。
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如何編寫(xiě)Linux的驅(qū)動(dòng)程序
}; //IO功能選項(xiàng)，硬件上拉輸出 static unsigned int gpio_cfg_table = { S3C2410_GPB5_OUTP, S3C2410_GPB6_OUTP, S3C2410_GPB7_OUTP, S3C2410_GPB8_OUTP, }; //編寫(xiě)一個(gè)ioctl函數(shù),這個(gè)函數(shù)提供給用戶(hù)端使用（也就是用戶(hù)態(tài)使用） static int my_ioctl(struct inode *inode,struct file* file,unsigned int cmd, 仔友unsigned long arg) { if (arg > 4){return -EINVAL;}if (cmd == 1) //led ON{ 念物s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,0);return 0;}if (cmd == 0) //led OFF{s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,1);return 0;}else{return -EINVAL;} } //一個(gè)和文件設(shè)備相關(guān)的結(jié)構(gòu)體。 static struct file_operations dev_fops = {.owner = THIS_MODULE,.ioctl = my_ioctl,//.read = my_read, //這個(gè)暫時(shí)屏蔽，一會(huì)我們?cè)偌尤胍粋€(gè)讀操作的函數(shù) }; //linux中設(shè)備的注冊(cè)結(jié)構(gòu)體 static struct miscdevice misc =
{.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,.name = DEVICE_NAME,.fops = &dev_fops, }; //設(shè)備初始化(包括注冊(cè))函數(shù) static int __init dev_init(void) {int ret;int i;for (i=0;i,gpio_cfg_table);s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,0);mdelay(500);s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,1);}ret = misc_register(&misc);printk(DEVICE_NAME”MY_LED_DRIVER init ok\念高槐n”);return ret; } //設(shè)備注銷(xiāo)函數(shù) static void __exit dev_exit(void) {misc_deregister(&misc); } //與模塊相關(guān)的函數(shù) module_init(dev_init); module_exit(dev_exit); MODULE_LICENSE(“GPL”); MODULE_AUTHOR(“blog.ednchin/itspy”);
MODULE_DESCRIPTION(“MY LED DRIVER”); 到此，上面就完成了一個(gè)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)（別急，下面我們?cè)贂?huì)稍微增加點(diǎn)復(fù)雜的東西），以上代碼的可以簡(jiǎn)單概括為：像自己寫(xiě)51單片機(jī)或者ARM的裸奔程序一樣操作IO函數(shù)，然后再linux系統(tǒng)中進(jìn)行相關(guān)必須的函數(shù)關(guān)聯(lián)和注冊(cè)。 為什么要關(guān)聯(lián)呢，為什么注冊(cè)呢？ 因?yàn)檫@是必須的，從以下這些結(jié)構(gòu)體就知道了。 stuct file_operations{ struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long); long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); … } file_operations 結(jié)構(gòu)體中包括了很多與設(shè)備相關(guān)的函數(shù)指針，指向了驅(qū)動(dòng)所提供的函數(shù)。 struct inode{ struct hlist_node i_hash; struct list_head i_list; struct list_head i__list; struct list_head i_dentry; unsigned long i_ino; atomic_t i_count; unsigned int i_nlink; uid_t i_uid; gid_t i_gid; dev_t i_rdev; u64 i_version; loff_t i_size; … } inode 是 UNIX 操作系統(tǒng)中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含了與文件系統(tǒng)中各個(gè)文件相關(guān)的一些重要信息。在 UNIX 中創(chuàng)建文件系統(tǒng)時(shí)，同時(shí)將會(huì)創(chuàng)建大量的 inode 。通常，文件系統(tǒng)磁盤(pán)空間中大約百分之一空間分配給了 inode 表。 大略了解以上信息之后，我們只需把我們所要實(shí)現(xiàn)的功能和結(jié)構(gòu)體關(guān)聯(lián)起來(lái)。上例中已經(jīng)完成IO寫(xiě)操作的函數(shù)，現(xiàn)在我們?cè)偬砑右粋€(gè)讀的函數(shù)。基于這種原理，我們想實(shí)現(xiàn)各種功能的驅(qū)動(dòng)也就很簡(jiǎn)單了。 //添加讀函數(shù)示意， 用戶(hù)層可以通過(guò) read函數(shù)來(lái)操作。 static int my_read(struct file* fp, char __user *dat,size_t cnt) {size_t i;printk(“now read the hardware…\n”);for(i=0;i = ‘A’;dat = ‘\0’;return cnt; } 這樣，完成驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)。編譯之后，本驅(qū)動(dòng)可以通過(guò)直接嵌入內(nèi)核中，也可以以模塊的嵌入的形式加載到linux內(nèi)核中去。 完成了驅(qū)動(dòng)，寫(xiě)個(gè)應(yīng)用程序了驗(yàn)證一下吧： int main(int argc,char ** argv) {
int on; int led_no; int fd; char str; int cnt =0; fd = open(“/dev/MY_LED_DRIVER”,0); if (fd
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