Linux是一个开放源代码的操作系统,它被广泛应用于服务器端、嵌入式设备和桌面应用领域。Linux编程可以让开发者开发出更高效、更安全的应用程序。然而,如果你想编写出高效的Linux程序,你需要学会一些关键技巧。下面是几个必须要掌握的技巧:
1. 理解Linux的操作系统设计原理
Linux操作系统的设计主要是基于内核和用户空间两个层次。内核层次提供了系统资源管控、进程调度和设备驱动等核心功能。用户空间提供了应用程序开发所需的接口和工具集。熟悉操作系统的内部结构,能够更好地理解和利用内核的功能,从而使程序开发更加高效和精确。
2. 使用系统调用而不是标准库函数
Linux中有很多系统调用,它们可以更加直接地操作系统资源,因此比标准库函数更高效。常见的系统调用有read、write、fork、exec等。避免使用标准库函数能够有效地减少系统调用的次数,从而提高程序的性能。
3. 采用异步IO编程机制
异步IO使得程序可以在等待IO操作完成的同时,继续执行其他任务。Linux中的异步IO可以通过epoll机制来实现。异步IO编程相比同步IO编程在高并发环境下有明显的优势,能够增加程序的响应速度和吞吐量。
4. 优化系统内存的使用
Linux下的内存是有限的资源,内存泄漏和非正常使用将会导致系统崩溃。因此,在程序设计时要注意内存的申请和释放。建议使用内存池管理技术来减少内存申请和释放操作的次数,从而提高程序的效率。
5. 对程序进行多线程优化
多线程编程是Linux编程中常用的技术之一。使用多线程可以使程序在处理IO等阻塞型操作时不会被阻塞,提高程序并发能力。要注意线程数量的控制、线程间的同步和通信等方面的优化,以减少线程切换带来的开销,从而达到更高的程序效率。
Linux编程需要开发者具备的技能和知识比较丰富,掌握以上几个关键技巧可以在高效编程方面起到很好的帮助作用。下一步,我们可以通过实践和深入学习不断完善自己的编程技术,创造更高效、更安全的Linux程序。
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如何编写Linux的驱动程序
}; //IO功能选项,硬件上拉输出 staticunsignedintgpio_cfg_table={ S3C2410_GPB5_OUTP,S3C2410_GPB6_OUTP,S3C2410_GPB7_OUTP,S3C2410_GPB8_OUTP,}; //编写一个ioctl函数,这个函数提供给用户端使用(也就是用户态使用) staticintmy_ioctl(structinode*inode,structfile*file,unsignedintcmd,仔友unsignedlongarg){if(arg>4){return-EINVAL;}if(cmd==1)//ledON{念物s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,0);return0;}if(cmd==0)//ledOFF{s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,1);return0;}else{return-EINVAL;}} //一个和文件设备相关的结构体。 staticstructfile_operationsdev_fops={.owner=THIS_MODULE,.ioctl=my_ioctl,//.read=my_read,//这个暂时屏蔽,一会我们再加入一个读操作的函数}; //linux中设备的注册结构体staticstructmiscdevicemisc=
{.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR,.name=DEVICE_NAME,.fops=&dev_fops,}; //设备初始化(包括注册)函数staticint__initdev_init(void){intret;inti;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_DRIVERinitok\念高槐n”);returnret;} //设备注销函数 staticvoid__exitdev_exit(void){misc_deregister(&misc);} //与模块相关的函数module_init(dev_init);module_exit(dev_exit);MODULE_LICENSE(“GPL”); MODULE_AUTHOR(“blog.ednchin/itspy”);
MODULE_DESCRIPTION(“MYLEDDRIVER”); 到此,上面就完成了一个简单的驱动(别急,下面我们再会稍微增加点复杂的东西),以上代码的可以简单概括为:像自己写51单片机或者ARM的裸奔程序一样操作IO函数,然后再linux系统中进行相关必须的函数关联和注册。为什么要关联呢,为什么注册呢?因为这是必须的,从以下这些结构体就知道了。stuctfile_operations{structmodule*owner;loff_t(*llseek)(structfile*,loff_t,int);ssize_t(*read)(structfile*,char__user*,size_t,loff_t*);ssize_t(*write)(structfile*,constchar__user*,size_t,loff_t*);ssize_t(*aio_read)(structkiocb*,conststructiovec*,unsignedlong,loff_t);ssize_t(*aio_write)(structkiocb*,conststructiovec*,unsignedlong,loff_t);int(*readdir)(structfile*,void*,filldir_t);
unsignedint(*poll)(structfile*,structpoll_table_struct*);int(*ioctl)(structinode*,structfile*,unsignedint,unsignedlong);long(*unlocked_ioctl)(structfile*,unsignedint,unsignedlong);…} file_operations结构体中包括了很多与设备相关的函数指针,指向了驱动所提供的函数。structinode{structhlist_nodei_hash;structlist_headi_list;structlist_headi__list;structlist_headi_dentry;unsignedlongi_ino;atomic_ti_count;unsignedinti_nlink;uid_ti_uid;gid_ti_gid;dev_ti_rdev;u64i_version;loff_ti_size;…} inode是UNIX操作系统中的一种数据结构,它包含了与文件系统中各个文件相关的一些重要信息。在UNIX中创建文件系统时,同时将会创建大量的inode。通常,文件系统磁盘空间中大约百分之一空间分配给了inode表。 大略了解以上信息之后,我们只需把我们所要实现的功能和结构体关联起来。上例中已经完成IO写操作的函数,现在我们再添加一个读的函数。基于这种原理,我们想实现各种功能的驱动也就很简单了。 //添加读函数示意,用户层可以通过read函数来操作。 staticintmy_read(structfile*fp,char__user*dat,size_tcnt){size_ti;printk(“nowreadthehardware…\n”);for(i=0;i=‘A’;dat=‘\0’;returncnt;} 这样,完成驱动编写。编译之后,本驱动可以通过直接嵌入内核中,也可以以模块的嵌入的形式加载到linux内核中去。 完成了驱动,写个应用程序了验证一下吧: intmain(intargc,char**argv){
inton;intled_no;intfd;charstr;intcnt=0; fd=open(“/dev/MY_LED_DRIVER”,0);if(fd
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