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隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，軟件開發(fā)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，這為程序員們的編程工作帶來了更高的要求，其中一個(gè)最重要的方面就是程序性能。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，約有80%的軟件應(yīng)用程序的性能問題是由于糟糕的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。因此，代碼優(yōu)化是提高程序性能的重要手段之一。在這個(gè)過程中，Linux系統(tǒng)的功能調(diào)用可以作為優(yōu)化程序性能的必備技能。
一、Linux系統(tǒng)的功能調(diào)用
Linux系統(tǒng)是一種開放源代碼的操作系統(tǒng)，開發(fā)人員可以通過系統(tǒng)的功能調(diào)用對其進(jìn)行自由修改和改進(jìn)。系統(tǒng)的功能調(diào)用是一種接口，程序員可以使用它來調(diào)用操作系統(tǒng)本身提供的服務(wù)，例如內(nèi)存管理、文件I/O、進(jìn)程管理等等。功能調(diào)用分兩種類型：系統(tǒng)調(diào)用和庫函數(shù)調(diào)用。
系統(tǒng)調(diào)用是程序通過操作系統(tǒng)來使用其特定服務(wù)的一組函數(shù)，也就是說，系統(tǒng)調(diào)用是程序和Linux內(nèi)核之間的接口，它們用于在用戶程序和操作系統(tǒng)之間傳遞參數(shù)和處理系統(tǒng)傳遞的結(jié)果。幾乎所有的系統(tǒng)都使用這種調(diào)用方式，因?yàn)樗窃L問操作系統(tǒng)資源的唯一方式。庫函數(shù)調(diào)用則是程序員使用標(biāo)準(zhǔn)C庫函數(shù)來操作Linux系統(tǒng)的接口，通常使用較多的有POSIX庫和GNU C庫。
二、優(yōu)化程序性能的必備技能
Linux系統(tǒng)具備許多眾所周知的特點(diǎn)，如運(yùn)行穩(wěn)定、安全性高、易于維護(hù)、開放源代碼等等。但是，對于程序性能來說，Linux系統(tǒng)的功能調(diào)用也是一個(gè)非常重要的方面。下面是一些建議，可以通過它們來使用Linux系統(tǒng)的功能調(diào)用來優(yōu)化程序的性能。
2.1 系統(tǒng)調(diào)用
（1）使用mmap()系統(tǒng)調(diào)用代替read()和write()
系統(tǒng)調(diào)用中的mmap()，是將磁盤上一個(gè)文件的所有已知數(shù)據(jù)映射到一塊連續(xù)的內(nèi)存空間中，從而避免了不必要的讀寫操作。當(dāng)需要處理大量的小數(shù)據(jù)塊時(shí)，這非常的有效。而read()和write()系統(tǒng)調(diào)用則需要單獨(dú)對每一個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀寫操作，操作效率較低。
（2）使用select()和poll()系統(tǒng)調(diào)用
select()和poll()都可以用于多路復(fù)用，即同時(shí)監(jiān)控多個(gè)文件描述符。對于select()來說，它使用數(shù)組來保存文件描述符，而poll()則使用鏈表的方式。當(dāng)需要處理大量的文件描述符時(shí)，使用這些系統(tǒng)調(diào)用可以大大提高處理效率。
（3）使用gettimeofday()系統(tǒng)調(diào)用
gettimeofday()系統(tǒng)調(diào)用可以獲取當(dāng)前的時(shí)間，通常用于精確計(jì)時(shí)。例如，在測量代碼運(yùn)行時(shí)間時(shí)，gettimeofday()非常有用，因?yàn)樗梢苑祷匾粋€(gè)微秒級(jí)別的時(shí)間戳，可以方便地計(jì)算函數(shù)執(zhí)行時(shí)間。
2.2 庫函數(shù)調(diào)用
（1）使用memcpy()和memset()庫函數(shù)
使用memcpy()和memset()庫函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)存塊的快速拷貝和清除操作，這比循環(huán)操作更加高效。這些庫函數(shù)通?？梢栽贚inux系統(tǒng)的C語言庫中找到。
（2）使用快速數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法
對于大量數(shù)據(jù)處理和高效率的搜索，可以使用快速數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，例如哈希表、堆、隊(duì)列等。Linux系統(tǒng)也內(nèi)置了一些常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法庫，例如GLib、GList等。
（3）使用多線程技術(shù)
多線程技術(shù)可以將程序的執(zhí)行過程分解成多個(gè)線程，從而實(shí)現(xiàn)程序的并行處理。這些線程可以同時(shí)處理程序的不同部分，從而實(shí)現(xiàn)高效率的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。Linux系統(tǒng)提供了多種多線程技術(shù)，包括POSIX線程、OpenMP、MPI等等。
三、結(jié)論
在本文中，我們介紹了Linux系統(tǒng)的功能調(diào)用作為優(yōu)化程序性能的必備技能。我們討論了一些關(guān)于如何使用系統(tǒng)調(diào)用和庫函數(shù)調(diào)用來增加程序的可讀性和可維護(hù)性，從而提高程序的性能。雖然我們沒有詳細(xì)地討論每一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用或庫函數(shù)調(diào)用，但是通過對這些調(diào)用的介紹，程序員可以更好地利用Linux系統(tǒng)的功能調(diào)用，優(yōu)化程序的性能，從而增加其商業(yè)競爭力。
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- linux下創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用mycall(),實(shí)現(xiàn)功能：打印字串到屏幕上，并編程調(diào)用自己創(chuàng)建的系
- Linux 使用系統(tǒng)調(diào)用訪問文件，實(shí)現(xiàn)cp的功能，這個(gè)程序?yàn)槭裁床荒苓\(yùn)行呢，在線等！
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linux下創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用mycall(),實(shí)現(xiàn)功能：打印字串到屏幕上，并編程調(diào)用自己創(chuàng)建的系
這個(gè)不難吧，不知道你的linux平臺(tái)以及內(nèi)核版本，但是大同小異。
參照如下網(wǎng)址提供的，明白基本原理后，就可以自己試試了，
Linux 使用系統(tǒng)調(diào)用訪問文件，實(shí)現(xiàn)cp的功能，這個(gè)程序?yàn)槭裁床荒苓\(yùn)行呢，在線等！
參考答案:僵臥孤村不自哀，尚思為國戍輪臺(tái)。
linux系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么?
LINUX系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。\x0d\x0a1、開放性：特別是遵循開放系統(tǒng)互連(OSI)國際標(biāo)準(zhǔn)。\x0d\x0a2、多用戶：操作系統(tǒng)資源可以被不同用戶使用，每個(gè)用戶對自己的資源(例如：文件、設(shè)備)有特定的權(quán)限，互不影響。\x0d\x0a3、多任務(wù)：計(jì)算機(jī)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序，而同時(shí)各個(gè)程序的運(yùn)行互相獨(dú)立。\x0d\x0a4、良好的用戶界面：Linux向用戶提供了兩種界面：用戶界面和系統(tǒng)調(diào)用。Linux還為用戶提供了圖形用戶界面。它利用鼠標(biāo)、菜單、窗口、滾勱條等設(shè)施，給用戶呈現(xiàn)一個(gè)直觀、易操作、交互性強(qiáng)的友好的圖形化界面。\x0d\x0a5、設(shè)備獨(dú)立性：操作系統(tǒng)把所有外部設(shè)備統(tǒng)一當(dāng)作成文件來看待，只要安裝驅(qū)勱程序，任何用戶都可以象使用文件一樣，操縱、使用這些設(shè)備。Linux是具有設(shè)備獨(dú)立性的操作系統(tǒng)，內(nèi)核具有高度適應(yīng)能力。\x0d\x0a6、提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)功能：完善的內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)是Linux一大特點(diǎn)。\x0d\x0a7、可靠的安全系統(tǒng)：Linux采取了許多安全技術(shù)措施，包括對讀、寫控制、帶保護(hù)的子系統(tǒng)、審計(jì)跟蹤、核心授權(quán)等，這為網(wǎng)絡(luò)多用戶環(huán)境中的用戶提供了必要的安全保障。\x0d\x0a8、良好的可移植性：將操作系統(tǒng)從一個(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)使它仍然能_其自身的方式運(yùn)行的能力。Linux是一種可移植的操作系統(tǒng)，能夠在從微型計(jì)算機(jī)到大型計(jì)算機(jī)的任何環(huán)境中和任何平臺(tái)上運(yùn)行。
Linux之所以能在嵌人式系統(tǒng)領(lǐng)域取得如此輝煌的成績，與其自身的優(yōu)良特性是分不開的。與其他操作系統(tǒng)相比，Linux具有以下一系列顯著的特點(diǎn)。
1．模塊化程度高
Linux的內(nèi)核設(shè)計(jì)非常精巧，分成進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、進(jìn)程間通信、虛擬文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)接口五大部分；其獨(dú)特的模塊機(jī)制可根據(jù)用戶的需要，實(shí)時(shí)地將某些模塊插入或從內(nèi)核中移走，使得Linux系統(tǒng)內(nèi)核可以裁剪得非常小巧，很適合于嵌入式系統(tǒng)的需要。
2．源碼公開
由于Linux系統(tǒng)的開發(fā)從一開始就與GNU項(xiàng)目緊密地結(jié)合起來，所以它的大多數(shù)組成部分都直接來自GNU項(xiàng)目。任何人、任何組織只要遵守GPL條款，就可以自由使用Linux 源代碼，為用戶提供了更大限度的自由度。這一點(diǎn)也正投嵌入式系統(tǒng)所好，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)應(yīng)用千差萬別，設(shè)計(jì)者往往需要針對具體的應(yīng)用對源碼進(jìn)行修改和優(yōu)化，所以是否能獲得源代碼 對于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)是至關(guān)重要的。加之Linux的軟件資源十分豐富，每種通用程序在Linux上幾乎都可以找到，并且數(shù)量還在不斷增加。這一切就使設(shè)計(jì)者在其基礎(chǔ)之上進(jìn)行二次開發(fā)變得非常容易。另外，由于Linux源代碼公開，也使用戶不用擔(dān)心有“后閘”等安全隱患。
同時(shí)，源碼開放給各教育機(jī)構(gòu)提供極大的方便，從而也促進(jìn)了Linux的學(xué)習(xí)、推廣和應(yīng)用。
3．廣泛的硬件支持
Linux能支持x86、ARM、MIPS、ALPHA和PowerPC等多種體系結(jié)構(gòu)的微處理器。目前已成功地移植到數(shù)十種硬件平臺(tái)，幾乎能運(yùn)行在所有流行的處理器上。
由于世界范圍內(nèi)有眾多開發(fā)者在為Linux的擴(kuò)充貢獻(xiàn)力量，所以Linux有著異常豐富的驅(qū)動(dòng)程序資源，支持各種主流硬件設(shè)各和最新的硬件技術(shù)，甚至可在沒有存儲(chǔ)管理單元MMU 的處理器上運(yùn)行，這些都進(jìn)一步促進(jìn)了Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。
4．安全性及可靠性好
內(nèi)核高效穩(wěn)定。Linux內(nèi)核的高效和穩(wěn)定已在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到了大量事實(shí)的驗(yàn)證。
Linux中大量網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等方面的功能，可使用戶很方便地建立高效穩(wěn)定的防火墻、路由器、工作站、服務(wù)器等。為提高安全性，它還提供了大量的網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)分析軟件和網(wǎng)絡(luò)安全軟件等。
5．具有優(yōu)秀的開發(fā)工具
開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵是需要有一套完善的開發(fā)和調(diào)試工具。傳統(tǒng)的嵌入式開發(fā)調(diào)試工具是在線仿真器（In Circuit Emulator，ICE），它通過取代目標(biāo)板的微處理器，給目標(biāo)程序提供一個(gè)完整的仿真環(huán)境，從而使開發(fā)者能非常清楚地了解到程序在目標(biāo)板上的工作狀態(tài)，便于監(jiān)視和調(diào)試程序。在線仿真器的價(jià)格非常高，而且只適合做非常底層的調(diào)試。如果使用的是嵌人式Linux，一旦軟硬件能支持正常的串口功能，即使不用在線仿真器，也可以很好地進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試工作，從而節(jié)省了一筆不小的開發(fā)費(fèi)用。嵌入式Linux為開發(fā)者提供了一套完整的工具鏈（Tool Chain），能夠很方便地實(shí)現(xiàn)從操作系統(tǒng)到應(yīng)用軟件各個(gè)級(jí)別的調(diào)試。
6．有很好的網(wǎng)絡(luò)支持利文件系統(tǒng)支持
Linux從誕生之日起就與Internet密不可分，支持各種標(biāo)準(zhǔn)的Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并且很容易移植到嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中。目前，Linux幾乎支持所有主流的網(wǎng)絡(luò)硬件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和文件系統(tǒng)，因此它是NFS的一個(gè)很好的平臺(tái)。
另一方面，由于Linux有很好的文件系統(tǒng)支持（例如，它支持Ext2、FAT32、romfs等文件系統(tǒng)），是數(shù)據(jù)各份、同步和復(fù)制的良好平臺(tái)，這些都為開發(fā)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
7．與UNIX完全兼容
目前，在Linux中所包含的工具和實(shí)用程序，可以完成UNIX的所有主要功能。
但由于Linux不是為實(shí)時(shí)而設(shè)計(jì)的，因而這就成了Linux在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中應(yīng)用的更大遺憾。不過，目前有眾多的自由軟件愛好者正在為此進(jìn)行不懈的努力，也取得了諸多成果
1、開放性：特別是遵循開放系統(tǒng)互連(OSI)國際標(biāo)準(zhǔn)。
2、多用戶：操作系統(tǒng)資源可以被不同用戶使用，每個(gè)用戶對自己的資源(例如：文件、設(shè)備)有特定的權(quán)限，互不影響。
3、多任務(wù)：計(jì)算機(jī)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序，而同時(shí)各個(gè)程序的運(yùn)行互相獨(dú)立。
4、良好的用戶界面：Linux向用戶提供了兩種界面：用戶界面和系統(tǒng)調(diào)用。Linux還為用戶提供了圖形用戶界面。它利用鼠標(biāo)、菜單、窗口、滾勱條等設(shè)施，給用戶呈現(xiàn)一個(gè)直觀、易操作、交互性強(qiáng)的友好的圖形化界面。
5、設(shè)備獨(dú)立性：操作系統(tǒng)把所有外部設(shè)備統(tǒng)一當(dāng)作成文件來看待，只要安裝驅(qū)勱程序，任何用戶都可以象使用文件一樣，操縱、使用這些設(shè)備。Linux是具有設(shè)備獨(dú)立性的操作系統(tǒng)，內(nèi)核具有高度適應(yīng)能力。
6、提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)功能：完善的內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)是Linux一大特點(diǎn)。
7、可靠的安全系統(tǒng)：Linux采取了許多安全技術(shù)措施，包括對讀、寫控制、帶保護(hù)的子系統(tǒng)、審計(jì)跟蹤、核心授權(quán)等，這為網(wǎng)絡(luò)多用戶環(huán)境中的用戶提供了必要的安全保障。
8、良好的可移植性：將操作系統(tǒng)從一個(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)使它仍然能挄其自身的方式運(yùn)行的能力。Linux是一種可移植的操作系統(tǒng)，能夠在從微型計(jì)算機(jī)到大型計(jì)算機(jī)的任何環(huán)境中和任何平臺(tái)上運(yùn)行。
Linux系統(tǒng)特征
Linux系統(tǒng)有文本編輯界面和圖形用戶界面（GUI）。其特征包括:多用戶、多任務(wù)、多平臺(tái)、可編程SHELL、提供源代碼、仿真終端、支持多種文件系統(tǒng)及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能等。
多用戶：多個(gè)用戶（六個(gè)）能同時(shí)從相同或不同的終端（終端號(hào)：tty1~tty6）上用同一個(gè)應(yīng)用程序的副本進(jìn)行工作。在控制臺(tái)，切換終端的命令是：ALT+F1~F6；在仿真終端窗口（ps/0~n）是：SHIFT+ALT+F1~F6。
多任務(wù)：可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序，程序之間互不妨礙。與WINDOWS的多任務(wù)不同，Linux將系統(tǒng)沒有用到的剩余物理內(nèi)存全部用來做硬盤的高速緩存。筆者曾經(jīng)打開三個(gè)xterm，分別用于查找文件、調(diào)試程序、發(fā)郵件。而且還可以指定某一個(gè)程序在后臺(tái)運(yùn)行，指定某一些程序在特定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行（at命令）。
多平臺(tái)：Linux能在X86平臺(tái)上運(yùn)行，也能移植到其他平臺(tái)。
可編程SHELL：SHELL是解釋并執(zhí)行命令的系統(tǒng)外殼程序。通過編寫SHELL程序，使得系統(tǒng)更加個(gè)性化；而且在一些程序中具有C語言的功能。
提供源代碼：Linux是自由軟件，源代碼完全公開，可以自行編譯內(nèi)核，修改和擴(kuò)充操作系統(tǒng)，進(jìn)行二次開發(fā)。
Linux支持的文件系統(tǒng)很多，例如：EXT3、NFS、VFS、ISO9660、MSDOS等等。
網(wǎng)絡(luò)功能：較全面的實(shí)現(xiàn)了TCP/IP、SLIP、PPP、PLIP協(xié)議，功能強(qiáng)大。
RedHat Linux是目前世界上使用最多的Linux操作系統(tǒng)。因?yàn)樗邆涓玫膱D形界面，無論是安裝、配置還是使用都十分方便，而且運(yùn)行穩(wěn)定，因此不論是新手還是老玩家都對它有很高的評(píng)價(jià)。現(xiàn)在，RedHat Linux又出了9.0新版本，在原有的基礎(chǔ)上又有了很大的進(jìn)步。它完善了圖形界面，增強(qiáng)了硬件的兼容性，安裝起來更加得心應(yīng)手，尤其增強(qiáng)了多媒體方面的能力——新版本的XFree 4.0.1使你能夠在Linux下播放多媒體文件。它還采用了OpenSSL 128位加密技術(shù)，使你的網(wǎng)絡(luò)通信更加安全；最新的內(nèi)核；提供了USB接口的鼠標(biāo)和鍵盤的支持；提供了更加容易配置和管理的圖形桌面以及圖形界面的內(nèi)核調(diào)整和防火墻配置工具?？傊?，不論你是一個(gè)新手還是一個(gè)Linux的老玩家，不論你是個(gè)人使用還是企業(yè)用服務(wù)器，RedHat Linux 9.0都是你更好的選擇。
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