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1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,2007 VCOM Corporation,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,Linux,操作系統(tǒng)培訓(xùn),內(nèi)容摘要,Linux,基礎(chǔ),Linux,常用操作命令,Linux,設(shè)備管理,Linux,文件管理,Linux,進(jìn)程調(diào)度,Linux,多線程編程,Linux,進(jìn)程間通信,Linux,基礎(chǔ),操作系統(tǒng)的概念,操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源（軟件和硬件）資源的系統(tǒng)軟件，它為計(jì)算機(jī)提供方便，有效，安全，可靠的工作環(huán)境。主要包括：進(jìn)程管理，存儲(chǔ)器管理，設(shè)備管理，文件管理，作業(yè)管理等。,操作

2、系統(tǒng)的分類(lèi)。,操作系統(tǒng)分為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，又可以分為嵌入式操作系統(tǒng)和非嵌入式操作系統(tǒng)等。,linux,操作系統(tǒng)即可以作為準(zhǔn)實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)使用，也可作為非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使用，并且可以滿足服務(wù)器操作系統(tǒng)的要求，在桌面操作系統(tǒng)領(lǐng)域也得到較大的發(fā)展。,所以，,linux,操作系統(tǒng)已經(jīng)滲透到嵌入式領(lǐng)域、服務(wù)器領(lǐng)域、個(gè)人,pc,領(lǐng)域，成為目前應(yīng)用領(lǐng)域最廣的一種操作系統(tǒng)。,Linux,基礎(chǔ),Linux,系統(tǒng)的組成,整個(gè),linux,系統(tǒng)由內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、各種運(yùn)行時(shí)的庫(kù)、,shell,及應(yīng)用程序等組成,。,Linux,的啟動(dòng)過(guò)程。,在硬件上電之后，首先會(huì)有一個(gè)自舉程序運(yùn)行（在嵌入式領(lǐng)域成為,loa

3、der,在,pc,中成為,bios),然后自舉程序在初始化必要的硬件（例如內(nèi)存）之后將,linux,內(nèi)核讀取到內(nèi)存中，然后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的開(kāi)始位置運(yùn)行,linux,內(nèi)核,.,linux,內(nèi)核在進(jìn)行必要的初始化設(shè)置工作和掛載根文件系統(tǒng)之后，會(huì)啟動(dòng)文件系統(tǒng)中的一個(gè)程序作為系統(tǒng)中的第一個(gè)進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程就是大名鼎鼎的,init,進(jìn)程，,init,進(jìn)程會(huì)，然后運(yùn)行,etc,目錄下的對(duì)應(yīng)的,shell,腳本文件。,Linux,基礎(chǔ),Linux,內(nèi)核的作用,內(nèi)核是,Linux,操作系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)的文件管理、設(shè)備管理、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，直接決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。,linux,的版本號(hào),通常

4、我們所說(shuō)的,linux,的版本號(hào)，指的就是,linux,內(nèi)核的版本號(hào)。版本號(hào)由三部分組成主版本號(hào)、次版本號(hào)、末版本號(hào)。例如：,2.6.19 2,為主版本號(hào)、,6,為次版本號(hào)、,19,為末版本號(hào)。同時(shí)可以通過(guò)版本號(hào)來(lái)確定,linux,的版本是穩(wěn)定版本還是開(kāi)發(fā)版本（次版本號(hào)奇數(shù)為開(kāi)發(fā)版本，偶數(shù)為穩(wěn)定版本）。,Linux,常用操作命令,命令,功能,ls,列出當(dāng)前目錄下有哪些文件和目錄。（,ls l,為列出一個(gè)目錄下的詳細(xì)信息）,cd,進(jìn)入一個(gè)目錄。（,cd.,為進(jìn)入上一級(jí)目錄）,pwd,顯示當(dāng)前目錄。,rm,刪除一個(gè)文件或目錄。（,rm r,為刪除一個(gè)目錄及該目錄下的所有文件）,mkdir,創(chuàng)建一個(gè)

5、目錄。,cp,拷貝一個(gè)文件。（,cp a b,把,a,文件拷貝成,b,文件）,du,列出目錄占用磁盤(pán)空間的大小,rmdir,刪除一個(gè)目錄,find,在指定路徑查找文件,Linux,常用操作命令,命令,功能,grep,在指定文件查找指定字符串,mv,移動(dòng)文件或目錄,chmod,改變文件權(quán)限指令,man,命令或函數(shù)幫助查詢指令,top,查看,cpu,和內(nèi)存使用情況的指令,ps,查看當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程的指令,pstree,查看進(jìn)程樹(shù)的指令,Linux,設(shè)備管理,Linux,上層應(yīng)用與實(shí)際設(shè)備的關(guān)聯(lián),Linux,對(duì)于設(shè)備的管理是通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)進(jìn)行管理，采用設(shè)備文件的方式進(jìn)行關(guān)聯(lián)。每個(gè)設(shè)備文件都有設(shè)備類(lèi)

6、型，主設(shè)備號(hào)、次設(shè)備號(hào)，在驅(qū)動(dòng)程序中會(huì)注冊(cè)這些設(shè)備號(hào)。這樣當(dāng)上層應(yīng)用程序操作設(shè)備文件時(shí)，就會(huì)將請(qǐng)求通過(guò),Linux,操作系統(tǒng)調(diào)用傳遞到驅(qū)動(dòng)程序中，驅(qū)動(dòng)程序控制硬件設(shè)備完成相應(yīng)的操作。,Linux,設(shè)備文件一般在,/dev,目錄下面。例如如下設(shè)備文件：,crw-rw-1 root uucp 4,64 12,月,8 09:57/dev/ttyS0,是指,/dev/ttyS0,為字符型設(shè)備，主設(shè)備號(hào)為,4,，次設(shè)備號(hào)為,64,。其實(shí)這就是,linux,系統(tǒng)中的串口,1,的設(shè)備文件。我們打開(kāi)這個(gè)設(shè)備文件，然后寫(xiě)入數(shù)據(jù)，我們寫(xiě)入的數(shù)據(jù)就會(huì)從串口發(fā)送出去，我們讀入數(shù)據(jù)，就會(huì)讀取到從串口收到的數(shù)據(jù)。,如果我

7、們想控制串口的速率、校驗(yàn)位、碼位的長(zhǎng)度，我們只需要調(diào)用,ioctl,函數(shù)，然后傳入相應(yīng)的數(shù)據(jù)就可以了。,Linux,文件管理,Linux,系統(tǒng)中使用的文件類(lèi)型,目前,linux,采用的文件系統(tǒng)有,ext3,文件系統(tǒng)，但是在嵌入式,linux,操作系統(tǒng)中更多的使用的是,jffs2,yaffs,和,nfs,網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。,Jffs2,文件系統(tǒng)是專(zhuān)為,nor flash,設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)，考慮到了,nor flash,的許多特性，同時(shí)具有壓縮性能，一般可以達(dá)到,2,：,1,的壓縮效果，但是在用于大于,128Mbytes,的,flash,時(shí)，效果不是太好。,Yaffs,文件系統(tǒng)是專(zhuān)為,nand flas

8、h,設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)，考慮到了,nand falsh,的許多的特性，但是不具有壓縮性能，但其加載速度較快，使用于大容量存儲(chǔ)的場(chǎng)合。,除去以上文件類(lèi)型的不同之外，,linux,提供統(tǒng)一的,api,操作函數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)文件系統(tǒng)的管理。另外，在,linux,中，在對(duì)一個(gè)設(shè)備上的文件進(jìn)行操作時(shí)，需要首先掛載這個(gè)設(shè)備到文件系統(tǒng)中，才能操作這個(gè)設(shè)備上的文件。,在,linux,內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)，會(huì)默認(rèn)掛載一個(gè)文件系統(tǒng)，這個(gè)就是根文件系統(tǒng)，此后所有的文件系統(tǒng)都是基于這個(gè)文件系統(tǒng)進(jìn)行掛載，同時(shí)也可以卸載，但是根文件系統(tǒng)是不能卸載的。,掛載一個(gè)文件系統(tǒng)的命令如下：,mount t yaffs/dev/mtdblock0/m

9、nt,意思是說(shuō)，把文件類(lèi)型為,yaffs,的,mtdblock0,上的文件系統(tǒng)掛載到,/mnt,目錄下,Linux,進(jìn)程調(diào)度,Linux,調(diào)度算法,Linux,調(diào)度算法把,CPU,的時(shí)間劃分為時(shí)期（,epoch,）。在一個(gè)單獨(dú)的時(shí)期內(nèi)，每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)指定的時(shí)間片，時(shí)間片持續(xù)時(shí)間從這個(gè)時(shí)期的開(kāi)始計(jì)算。一般情況下，不同的進(jìn)程有不同大小的時(shí)間片。時(shí)間片的值是在一個(gè)時(shí)期內(nèi)，分配給進(jìn)程的最大,CPU,時(shí)間部分。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程用完它的時(shí)間片時(shí)，這個(gè)進(jìn)程被搶占，并用另一個(gè)可運(yùn)行進(jìn)程代替它。當(dāng)然，在同一時(shí)期內(nèi)，一個(gè)進(jìn)程可以幾次被調(diào)度程序選中（只要它的時(shí)間片還沒(méi)用完），例如，如果進(jìn)程掛起自己，等待,I/O,，那么，

10、它還剩余一些時(shí)間片，并可以在同一時(shí)期內(nèi)再度被選中。當(dāng)所有的可運(yùn)行進(jìn)程都用完它們的時(shí)間片時(shí)，一個(gè)時(shí)期才結(jié)束；在這種情況下，調(diào)度程序的算法重新計(jì)算所有進(jìn)程的時(shí)間片，然后，一個(gè)新的時(shí)期開(kāi)始。,Linux,進(jìn)程管理,Linux,進(jìn)程的優(yōu)先級(jí),靜態(tài)優(yōu)先級(jí)（,Static priority,），這種優(yōu)先級(jí)由用戶賦給實(shí)時(shí)進(jìn)程，范圍從,1,到,99,，調(diào)度程序從不改變它。,動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)（,Dynamic prority,），這種優(yōu)先級(jí)只應(yīng)用于普通進(jìn)程。實(shí)質(zhì)上它是基本時(shí)間片由此也叫進(jìn)程的基本優(yōu)先級(jí)（,base priority,）與當(dāng)前時(shí)期內(nèi)的剩余時(shí)間片之和。,當(dāng)然，實(shí)時(shí)進(jìn)程的靜態(tài)優(yōu)先級(jí)總是高于普通進(jìn)程的動(dòng)態(tài)優(yōu)先

11、級(jí)，只有當(dāng),TASK_RUNNING,狀態(tài)沒(méi)有實(shí)時(shí)進(jìn)程時(shí)，調(diào)度程序才開(kāi)始運(yùn)行普通進(jìn)程。,Linux,進(jìn)程管理,Linux,進(jìn)程的創(chuàng)建,在,Linux,中要使用,exec,函數(shù)族。系統(tǒng)調(diào)用,execve,（）對(duì)當(dāng)前進(jìn)程進(jìn)行替換，替換者為一個(gè)指定的程序，其參數(shù)包括文件名（,filename,）、參數(shù)列表（,argv,）以及環(huán)境變量（,envp,）。,exec,函數(shù)族當(dāng)然不止一個(gè)，但它們大致相同，在,Linux,中，它們分別是：,execl,，,execlp,，,execle,，,execv,，,execve,和,execvp,，下面我只以,execlp,為例，其它函數(shù)究竟與,execlp,有何區(qū)別

12、，請(qǐng)通過(guò),manexec,命令來(lái)了解它們的具體情況。,一個(gè)進(jìn)程一旦調(diào)用,exec,類(lèi)函數(shù)，它本身就,死亡,了，系統(tǒng)把代碼段替換成新的程序的代碼，廢棄原有的數(shù)據(jù)段和堆棧段，并為新程序分配新的數(shù)據(jù)段與堆棧段，唯一留下的，就是進(jìn)程號(hào)，也就是說(shuō)，對(duì)系統(tǒng)而言，還是同一個(gè)進(jìn)程，不過(guò)已經(jīng)是另一個(gè)程序了。（不過(guò),exec,類(lèi)函數(shù)中有的還允許繼承環(huán)境變量之類(lèi)的信息。）,Linux,線程管理,使用線程的優(yōu)點(diǎn),和進(jìn)程相比，它是一種非?！肮?jié)儉”的多任務(wù)操作方式（內(nèi)存占用，啟動(dòng)時(shí)間，切換時(shí)間,),和進(jìn)程相比，線程間的通信更加方便。,提高應(yīng)用程序響應(yīng),使多,CPU,系統(tǒng)更加有效,改善程序結(jié)構(gòu)，復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,Linux,

13、線程管理,多線程的例子,#include,#include,#include,#include,void thread(void),int i;,for(i=0;i3;i+),printf(This is a pthreadn);,usleep(100*1000);,int main(void),pthread_t id;,int i,ret;,ret=pthread_create(,if(ret!=0),printf(Create pthread error!n);,exit(1);,for(i=0;i3;i+),printf(This is the main processn);,usle

14、ep(100*1000);,pthread_join(id,NULL);,return(0);,Linux,線程管理,多線程的編譯,APP=threadTest,$(APP):$(APP).c,gcc-Wall-o$(APP)$(APP).c-lpthread,clean:,rm$(APP),Linux,進(jìn)程間通信,Linux,進(jìn)程間通信的方法,管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、信號(hào)量、套接口、信號(hào),Linux,進(jìn)程間通信,管道,管道包括無(wú)名管道和有名管道兩種，前者用于父進(jìn)程和子進(jìn)程間的通信，后者用于運(yùn)行于同一臺(tái)機(jī)器上的任意兩個(gè)進(jìn)程間的通信,無(wú)名管道,無(wú)名管道由,pipe,（）函數(shù)創(chuàng)建：,int pi

15、pe(int filedis2),；,參數(shù),filedis,返回兩個(gè)文件描述符：,filedes0,為讀而打開(kāi)，,filedes1,為寫(xiě)而打開(kāi)。,filedes1,的輸出是,filedes0,的輸入。,Linux,進(jìn)程間通信,無(wú)名管道的例子,#include,#include,#include,#include,#include,#define INPUT 0,#define OUTPUT 1,int main(),int file_descriptors2;,/*,定義子進(jìn)程號(hào)*,/,pid_t pid;,char buf256;,int returned_count;,/*,創(chuàng)建無(wú)名管道*

16、,/,pipe(file_descriptors);,/*,創(chuàng)建子進(jìn)程*,/,if(pid=fork()=-1),printf(Error in forkn);,exit(1);,Linux,進(jìn)程間通信,無(wú)名管道的例子,if(pid=0),/*,執(zhí)行子進(jìn)程*,/,printf(child process.n);,/*,子進(jìn)程向父進(jìn)程寫(xiě)數(shù)據(jù)，關(guān)閉管道的讀端*,/,close(file_descriptorsINPUT);,write(file_descriptorsOUTPUT,test data,strlen(test data);,exit(0);,else,/*,執(zhí)行父進(jìn)程*,/,printf(parent process.n);,/*,父進(jìn)程從管道讀取子進(jìn)程寫(xiě)的數(shù)據(jù)，關(guān)閉管道的寫(xiě)端*,/,close(file_descriptorsOUTPUT);,returned_count=read(file_descriptorsINPUT,buf,sizeof(buf)-1);,if(returned_count0),printf(receive data from child is e