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第一天就给我们讲了为什么要先学c、学linux因为嵌入式的根本就是软件驱动硬件而C语言是最接近硬件的语言、有指针的概念、可以直接操作硬件另外功能复杂的硬件是含有操作系统的这就需要我们选择使用广泛而开源的linux来学习。
◇Shell 命令
shell是一个命令行解释器命令行格式为命令名称、选项、参数常用的命令有cd进入目录ls显示目录下的文件touch、mkdir创建文件、文件夹mv、cp、rm移动、复制、删除文件和文件夹zip、gzip、tar压缩和解压文件ln创建软硬链接文件。
◇文件管理、用户管理
Linux是一个多用户系统它可以用adduser来创建多个用户并用su来进行不同用户及用户与管理员之间的切换另外与目录结构属于分区的windows不同在Linux的文件系统中分区属于目录结构。
◇软件管理
ubuntu上的软件包管理工具apt可以通过网络很方便地完成软件包的获取、安装、卸载、查询等操作。比如当我们在使用putty前需要安装SSH的时候就可以通过命令sudo apt-get update、sudo apt-get install SSH 来安装。
◇VI 编辑器GCC 编译器
Vi是Linux系统中常用的一个文本编辑器通过vi加上文件名可以对文件创建或编辑。三种模式中命令模式是我们进入编辑器的第一模式可以对文本进行剪切复制替换删除操作输入模式可以是对文件进行常规编辑底行模式可以保存文本并退出。vi编辑好的c文件需要被编译二进制文件才可以被机器识别运行而GCC 编译器就承载着这样的功能它通过预处理、编译、汇编、链接四个步骤完成该操作。
★C语言编程
C语言学习的开始就是掌握基本的语法规则主要包括各种基本类型常量变量、运算符、控制流、函数的使用。这部分总的来说没有什么难度但有一些容易忽略的细节需要留意如同为单目运算的*解引用和操作同时使用时哪个优先运算数组被定义后其空间大小和首地址不允许改变要用strcmp()判断字符串相等而不能直接用指针定义后但没初始化会变成野指针后续使用可能发生段错误使用较大的数据时应在堆中开辟空间存放以防栈溢出。
☆数据结构
数据结构就是对数据进行人为的格式化规范化储存使得数据能够快捷地增删查改不同的数据结构有不同的优缺点及主要用途如顺序表查找快增删慢而链表查找满增删快。鉴于内核链表的重要性及以后使用的广泛性在此只做内核链表的总结。内核链表和双向循环链表类似与之不同的是内核链表将数据和链表剥离开并提供了很多的宏和封装函数。其中非常重要的是list_for_each()、list_entry()它们分别实现了对小结构体循环链表的遍历操作、通过小结构体的地址反推找到大结构体的地址从而通过大结构体得到其下的数据域。另外还有list_add()、list_del_init()封装实现了对大结构体节点的插入、孤立删除不然自己搭建双向循环链表的话就需在头插node节点时要写上经典的四句指针域重连接指令①node-next head-next;②head-next-pre node;③node-pre head;④head-next node;
☆文件IO
这里的iO指的是内存和磁盘间的文件交互由于linux“一切皆文件的”的特性其7种类型的文件都是可以被输入输出的。其间我们重点学习了文件IO和标准IO他们的主要区别就是前者直接调用系统函数没有缓冲区而后者调用的是封装好的库函数有缓冲区。一般来说文件IO是专门给文件使用的而标准IO是专门给设备使用的。文件、标准io的打开和关闭所用的函数是相似的只是一个有f一个没f但他们的读写函数差别就比较大了文件io用的是read()、write()而标准IO根据输入输出是否格式化分为printf、put、scanf、get具体还会根据一字一行一块地读写及读写目标地的不同而有所不同。另外还了解了下利用time()、ctime()来获取标准时间并转化为可阅读化时间的时间编程以及通过lstat()、opendir()、readdir()来查看目录下的文件属性。最后介绍了动静态库的概念及制作前者在文件运行时才加载到可执行文件中而后者在编译时即完成至于二者制作步骤的话比较复杂需要用到的时候再对照着笔记制作好了。
☆进程线程
这部分我想是重中之重毕竟进程线程出现的一大动机就跟人类的无限欲望相关联想要在越短的时间做越多的事情。进程就是执行中的程序但与只包含指令和数据的程序不同进程有属于自己的地址空间里面不仅含有指令段数据段还有动态的堆栈段因此多个进程可以实现了同一时间做多个任务。进程通过fork()函数创建对应的PCB由内核创建并保存在内核空间。尽管多核芯片的出现可以让多个进程真的在同时执行任务但不是所有进程都同时处于运行状态的更多的进程是在极小的时间片段下轮流替换着来工作至于替换的顺序是由cpu调度机制决定的我们无法确定这也是为什么进程拥有异步特性的原因。未在运行状态的进程往往处于队列就绪等待状态或休眠状态其它具体的状态可以通过命令ps -aux查看。此外运行中的进程还分为前台运行和后台运行如果进程是后台运行的话就不能对它进行前台操作如不能对它ctrl c暂停这时候可以通过fg指令把它转变为前台运行或直接用kill指令终止进程。被创建后的进程是有生命周期的它不但可以exit()自行终止进程还可以用exec函数族中途改为执行新的进程殊途同归进程最后都是要终止的终止后的进程的PCB需要被其父进程wait()回收中间有差错的话就可能导致孤儿进程或僵尸进程的出现。
当需要进程不受干扰地一直在后台运行、周期性地等待或者执行某一个任务的时候可以将它设置为守护进程。守护进程不与任何终端关联即使终端关闭了也还是会照常运行老师教的7步创建法得记熟。值得注意的是因为守护进程无法往标准输出打印中间出错了也没人知道所以得找个地方储存它的运行情况因此系统日志应运而生。系统日志可以通过命令cat /var/log/syslog查看。
进程可以通过无名管道、有名管道、信号、共享内存、消息队列、信号量来进行进程间通信这些通信方式都是在内核中得以实现的。具体的函数及使用笔记上都有详细记录就不再赘述了。值得留意的是无名有名管道、消息队列中的同一数据是读了一次就没有了的而共享内存中的同一数据可以被多次读取。
进程和线程都是为了实现计算机的并发功能但是进程的创建消亡及进程间的切换都很耗费资源每次切换进程都要进程上下文切换。线程的优势是多个线程共享指令和全局变量这就减少了资源管理的消耗从而更专注于任务的执行。但有优点就有缺点资源的共享可能会致使多个线程同时对临界资源进行操作从而导致运算结果的不准确。为了解决这一问题出现了线程的互斥与同步。线程互斥利用mutex锁在临界区的前后分别pthread_mutex_lock()上锁和pthread_mutex_destroy()解锁实现同一时间只允许一个线程操作临界资源。线程的同步用的是信号量相当于加上了数量的线程的互斥通过合理地使用p1、v-1操作使得多个线程按一定次序运行。
