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Linux是一個開放源代碼的操作系統(tǒng),它被廣泛應用于服務器端、嵌入式設備和桌面應用領域。Linux編程可以讓開發(fā)者開發(fā)出更高效、更安全的應用程序。然而,如果你想編寫出高效的Linux程序,你需要學會一些關鍵技巧。下面是幾個必須要掌握的技巧:

1. 理解Linux的操作系統(tǒng)設計原理
Linux操作系統(tǒng)的設計主要是基于內(nèi)核和用戶空間兩個層次。內(nèi)核層次提供了系統(tǒng)資源管控、進程調(diào)度和設備驅(qū)動等核心功能。用戶空間提供了應用程序開發(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,從而使程序開發(fā)更加高效和精確。
2. 使用系統(tǒng)調(diào)用而不是標準庫函數(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,因此比標準庫函數(shù)更高效。常見的系統(tǒng)調(diào)用有read、write、fork、exec等。避免使用標準庫函數(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編程機制
異步IO使得程序可以在等待IO操作完成的同時,繼續(xù)執(zhí)行其他任務。Linux中的異步IO可以通過epoll機制來實現(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,能夠增加程序的響應速度和吞吐量。
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導致系統(tǒng)崩潰。因此,在程序設計時要注意內(nèi)存的申請和釋放。建議使用內(nèi)存池管理技術來減少內(nèi)存申請和釋放操作的次數(shù),從而提高程序的效率。
5. 對程序進行多線程優(yōu)化
多線程編程是Linux編程中常用的技術之一。使用多線程可以使程序在處理IO等阻塞型操作時不會被阻塞,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的開銷,從而達到更高的程序效率。
Linux編程需要開發(fā)者具備的技能和知識比較豐富,掌握以上幾個關鍵技巧可以在高效編程方面起到很好的幫助作用。下一步,我們可以通過實踐和深入學習不斷完善自己的編程技術,創(chuàng)造更高效、更安全的Linux程序。
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如何編寫Linux的驅(qū)動程序
}; //IO功能選項,硬件上拉輸出 static unsigned int gpio_cfg_table = { S3C2410_GPB5_OUTP, S3C2410_GPB6_OUTP, S3C2410_GPB7_OUTP, S3C2410_GPB8_OUTP, }; //編寫一個ioctl函數(shù),這個函數(shù)提供給用戶端使用(也就是用戶態(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;} } //一個和文件設備相關的結(jié)構(gòu)體。 static struct file_operations dev_fops = {.owner = THIS_MODULE,.ioctl = my_ioctl,//.read = my_read, //這個暫時屏蔽,一會我們再加入一個讀操作的函數(shù) }; //linux中設備的注冊結(jié)構(gòu)體 static struct miscdevice misc =
{.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,.name = DEVICE_NAME,.fops = &dev_fops, }; //設備初始化(包括注冊)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; } //設備注銷函數(shù) static void __exit dev_exit(void) {misc_deregister(&misc); } //與模塊相關的函數(shù) module_init(dev_init); module_exit(dev_exit); MODULE_LICENSE(“GPL”); MODULE_AUTHOR(“blog.ednchin/itspy”);
MODULE_DESCRIPTION(“MY LED DRIVER”); 到此,上面就完成了一個簡單的驅(qū)動(別急,下面我們再會稍微增加點復雜的東西),以上代碼的可以簡單概括為:像自己寫51單片機或者ARM的裸奔程序一樣操作IO函數(shù),然后再linux系統(tǒng)中進行相關必須的函數(shù)關聯(lián)和注冊。 為什么要關聯(lián)呢,為什么注冊呢? 因為這是必須的,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備相關的函數(shù)指針,指向了驅(qū)動所提供的函數(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)中各個文件相關的一些重要信息。在 UNIX 中創(chuàng)建文件系統(tǒng)時,同時將會創(chuàng)建大量的 inode 。通常,文件系統(tǒng)磁盤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現(xiàn)的功能和結(jié)構(gòu)體關聯(lián)起來。上例中已經(jīng)完成IO寫操作的函數(shù),現(xiàn)在我們再添加一個讀的函數(shù)?;谶@種原理,我們想實現(xiàn)各種功能的驅(qū)動也就很簡單了。 //添加讀函數(shù)示意, 用戶層可以通過 read函數(shù)來操作。 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)動編寫。編譯之后,本驅(qū)動可以通過直接嵌入內(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,寫個應用程序了驗證一下吧: 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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本文題目:學習Linux編程:編寫高效程序的幾個關鍵技巧(如何編寫linux程序)
轉(zhuǎn)載來源:http://m.fisionsoft.com.cn/article/djoiehj.html


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