嵌入式筆記.doc

2.1守護進程簡介Linux服務器在啟動時需要啟動很多系統(tǒng)服務，它們向本地和網(wǎng)絡用戶提供了Linux的系統(tǒng)功能接口，直接面向應用程序和用戶。提供這些服務的程序是由運行在后臺的守護進程（daemons）來執(zhí)行的。守護進程是生存期長的一種進程。它們獨立于控制終端并且周期性的執(zhí)行某種任務或等待處理某些發(fā)生的事件。他們常常在系統(tǒng)引導裝入時啟動，在系統(tǒng)關閉時終止。linux系統(tǒng)有很多守護進程，大多數(shù)服務器都是用守護進程實現(xiàn)的。同時，守護進程完成許多系統(tǒng)任務，比如，作業(yè)規(guī)劃進程crond、打印進程lqd等。有些書籍和資料也把守護進程稱作：“服務”。選擇運行哪些守護進程，要根據(jù)具體需求決定。2.2守護進程特征：1.所有守護進程都以超級用戶（用戶ID為0）的優(yōu)先權運行。2.沒有一個守護進程具有控制終端終端名稱設置為問號，終端前臺進程組ID設置為-1.缺少控制終端可能是精靈進程調用setsid的結果。3.除update以外的所有精靈進程都是進程組的首進程，對話期的首進程，而且是這些進程組和對話期中得唯一進程。Update是它所在進程組和對話期（中得唯一進程，但是該進程組的首進程（可能也是該對話期的首進程）已經(jīng)終止。）4.所有這些守護進程的父進程都是init進程。2.3守護進程編程規(guī)則（5步）（1）創(chuàng)建子進程，父進程推出：首先調用fork，然后使父進程exit。實現(xiàn)了：1，如果該守護進程是一個簡單shell命令啟動的，那么父進程終止使得shell認為這條命令已經(jīng)執(zhí)行完成。2，子進程繼承父的進程組ID，但具有一個新的進程ID，保證子不是進程組首進程。這對于下面就要做的setsid調用是必要的前提條件。（2）調用setsid以創(chuàng)建一個新的會話，并且擔任會話組組長。調用setsid作用：1，脫離以前的會話組；2，脫離以前的進程組；3，脫離以前的控制終端。（3）改變當前目錄為根目錄 Chdir（“/”）;（4）重設文件權限掩碼 Umask（0）;（5）關閉不再需要的文件描述符。For（i=0;iMAXFILE;I+）Close（i）;3.1syslog函數(shù)說明Openlog函數(shù)用于打開系統(tǒng)日志服務（Linux系統(tǒng)中的日志子系統(tǒng)對于系統(tǒng)安全來說非常重要，它記錄了系統(tǒng)每天發(fā)生的各種各樣的事情，包括那些用戶曾經(jīng)或者正在使用系統(tǒng)，可以通過日志來檢查錯誤發(fā)生的原因，更重要的是在系統(tǒng)受到黑客攻擊后，日志可以記錄下攻擊者留下的痕跡，通過查看這些痕跡，系統(tǒng)管理員可以發(fā)現(xiàn)黑客攻擊的某些手段以及特點，從而能夠進行處理工作，為抵御下一次攻擊做好準備。）的一個連接；Syslog函數(shù)用于向日志文件中寫入信息，在這里可以規(guī)定消息的優(yōu)先級，消息的輸出格式等；Closelog函數(shù)用于關閉系統(tǒng)日志服務的連接。4.共享內(nèi)存共享內(nèi)存實現(xiàn)分為兩個步驟：一， 創(chuàng)建共享內(nèi)存，使用shmget函數(shù)。二， 映射共享內(nèi)存，將這段創(chuàng)建的共享內(nèi)存映射到具體的進程空間去，使用shmat函數(shù)。5.消息隊列消息隊列就是消息的一個連接，它允許一個或多個進程向它寫消息，一個或多個進程從中讀消息。具有一定的FIFO的特性，但是可實現(xiàn)消息的隨機查詢。這些消息存在于內(nèi)核中，由“隊列ID”來標識。消息隊列的實現(xiàn)包括創(chuàng)建和打開隊列，添加消息，讀取消息和控制消息隊列這四種操作。Msgget：創(chuàng)建和打開隊列，其消息數(shù)量受系統(tǒng)限制。Msgsnd：添加消息，將消息添加到消息隊列尾部。Msgrcv：讀取消息，從消息隊列中取走消息。Msgctl：控制消息隊列。Linux的系統(tǒng)調用與文件IO1.1， linux系統(tǒng)調用 所謂系統(tǒng)調用是指操作系統(tǒng)提供給用戶程序的一組“特殊”接口，用戶程序可以通過這組“特殊”接口來獲得操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的特殊服務。系統(tǒng)調用，api與系統(tǒng)命令之間的關系2.3open函數(shù)（如果文件不存在則創(chuàng)建，如果文件存在則打開）#inlude#inlude#inludeInt open（const char *pathname， int oflag，/*，mode_t mode*/）; / const是一個C語言的關鍵字，它限定一個變量不允許被改變返回：若成功為文件描述符，若出錯為-1Pathname是要打開或創(chuàng)建的文件的名字。Oflag參數(shù)可用來說明此函數(shù)的多個選擇項。對于open函數(shù)而言，僅當創(chuàng)建新文件時才使用第三個參數(shù)。用下列一個或多個常數(shù)進行或運算構成oflag參數(shù)（這些常數(shù)定義在頭文件中）：O_RDONLY只讀打開。O_WRONLY只寫打開。O_RDWR讀，寫打開等等2.4creat函數(shù)可用creat函數(shù)創(chuàng)建一個新文件#inlude#inlude#inludeInt creat（const char *pathname，mode_t mode）;返回：若成功為只寫打開的文件描述符，若出錯為-1.注意，此函數(shù)等效于：open（pathname，O_WRONLY| O_CREAT| O_TRUNC,mode）;creat的一個不足之處是它以只寫方式打開所創(chuàng)建的文件。2.5close函數(shù)可用close函數(shù)關閉一個打開文件：#inludeint close（int filedes）;返回：若成功為0，若出錯為-1 當一個進程終止時，它所有的打開文件都由內(nèi)核自動關閉。很多程序都使用這一功能而不顯式地用close關閉打開的文件。exit（1）/exit()就是退出，傳入的參數(shù)是程序退出時的狀態(tài)碼，0表示正常退出，其他表示非正常退出2.6lseek函數(shù)每個打開文件都有一個與其相關聯(lián)的“當前文件偏移量”。它是一個非負整數(shù)，用以度量從文件開始處計算的字節(jié)數(shù)。通常，讀，寫操作都從當前文件偏移量處開始，并使偏移量增加所讀或寫得字節(jié)數(shù)。按系統(tǒng)默認，當打開一個文件時，除非指定O_APPEND選擇項，否則該位移量被設置為0.可以調用lseek顯示地定位一個打開文件。#inlude#inludeOff_t lseek（int filesdes，off_t offset，int whence）;返回：若成功為新的文件位移，若出錯為-1.對參數(shù)offset的解釋與參數(shù)whence的值有關。若lseek成功執(zhí)行，則返回新的文件位移量，為此可以用下列方式確定一個打開文件的當前位移量：off_t currpos;currpos=lseek(fd,0,SEEK_CUR);2.7read函數(shù)用read函數(shù)從打開文件中讀數(shù)據(jù)#includeSsize_t read(int feledes,void *buff,size_t nbytes);返回：讀到的字節(jié)數(shù)，若已到文件尾為零，若出錯為-1. 如read成功，則返回讀到的字節(jié)數(shù)。如已到達文件的尾端，則返回0.2.8write函數(shù)用write函數(shù)向打開文件寫數(shù)據(jù)。#includeSsize_t write(int filedes , const void *buff,size_t nbytes);返回：若成功為已寫的字節(jié)數(shù)，若出錯為-1.其返回值通常與參數(shù)nbytes的值不同，否則表示出錯。Write出錯的一個常見原因是：磁盤已寫滿，或者超過了對一個給定進程的文件長度限制。對于普通文件，寫操作從文件的當前位移量處開始。如果在打開該文件時，指定了O_APPEND選擇項，則在每次寫操作之前，將文件位移量設置在文件的當前結尾處。在一次成功寫之后，該文件位移量增加實際寫的字節(jié)數(shù)。2.9fcntl函數(shù)Fcntl函數(shù)可以改變已經(jīng)打開文件的性質。#inlude#inlude#inludeint fcntl(int filedes,int cmd,);返回：若成功則依賴于cmd（見下），若出錯為-1。fcntl函數(shù)有五種功能：1，復制一個現(xiàn)存的描述符，新文件描述符作為函數(shù)值返（cmd=F_DUPFD）。2，獲得/設置文件描述符標記，對應于filedes的文件描述符標志作為函數(shù)值返回。（cmd=F_GETFD或F_SETFD）。3，獲得/設置文件狀態(tài)標志，對應于filedes的文件狀態(tài)標志作為函數(shù)值返回。（cmd=F_GETFL或F_SETFL）。4，獲得/設置異步I/O有權（cmd=F_GETOWN或F_SETOWN）。5，獲得/設置記錄鎖（cmd=F_SETLK,F_SETLKW）。文件狀態(tài)標志說明O_RDONLY只讀打開O_WRONLY只寫打開O_RDWR讀/寫打開O_APPEND寫時都添加至文件尾O_NONBLOCK非阻塞方式O_SYNC等待寫完成O_ASYNC異步I/O2.9.2用fcntl給文件加鎖當多個用戶共同使用，操作一個文件的時候，linux通常采用的方法是給文件上鎖，來避免共享資源產(chǎn)生競爭的狀態(tài)。文件鎖包括建議鎖和強制性鎖。建議性鎖要求上鎖文件的進程都要檢測是否有鎖存在，并尊重已有的鎖。強制性鎖由內(nèi)核和系統(tǒng)執(zhí)行的鎖。Fcntl不僅可以實施建議性鎖且可以實施強制性鎖。2.9.3fcntl函數(shù)格式#inlude#inlude#inludeint fcntl(int filedes,int cmd,struct flock flockptr);Struct flock結構2.9.4flock結構說明1，所希望的鎖類型：F_RDLCK(共享讀鎖),F_WRLCK(獨占性寫鎖),F_UNLCK(解鎖一個區(qū)域)2，要加鎖或解鎖的區(qū)域的起始地址，有l(wèi)_start和l_whence兩者決定。l_stat是相對位移量（字節(jié)），l_whence則決定了相對位移量的起點。3，區(qū)域的長度，有l(wèi)_len表示。關于加鎖和解鎖區(qū)域的說明還要注意下列各點：1，該區(qū)域可以在當前文件尾端處開始或越過其尾端處開始，但是不能在文件起始位置之前開始或越過該起始位置。2，如若l_len為0，則表示鎖的區(qū)域從其起點（由l_start和l_whence決定）開始直至最大可能位置為止。也就是不管添寫到該文件中多少數(shù)據(jù)，它都處于鎖的范圍。3，為了鎖整個文件，通常的方法是l_start說明為0，l_whence說明為SEEK_SET,l_len說明為0。2.10ioctl函數(shù)Ioctl函數(shù)式I/O操作的雜物箱。不能用本章中其他函數(shù)表示的I/O操作通常都能用ioctl表示。終端I/O是ioctl的最大使用方面，主要用于設備的I/O控制。#inlude#inludeint ioctl(int filedes,int request, );返回：若出錯則為-1，若成功則為其他值。3，select實現(xiàn)I/O復用3.1 I/O處理的五種模型1，阻塞I/O模型：若所調用的I/O函數(shù)沒有完成相關的功能就會使進程掛起，直到相關數(shù)據(jù)到達才會返回。如：終端，網(wǎng)絡設備的訪問。2，非阻塞模型：當請求的I/O操作不能完成時，則不讓進程休眠，而且返回一個錯誤。如：open，read，write訪問。3，I/O多路轉接模型：如果請求的I/O操作阻塞，且他不是真正阻塞I/O，而且讓其中的一個函數(shù)等待，在這期間，I/O還能進行其他操作。如：select函數(shù)。4，信號驅動I/O模型：在這種模型下，通過安裝一個信號處理程序，系統(tǒng)可以自動捕獲特定信號的到來，從而啟動I/O。5，異步I/O模型：在這種模型下，當一個描述符已準備好，可以啟動I/O時，進程會通知內(nèi)核。由內(nèi)核進行后續(xù)處理，這種用法現(xiàn)在較少。3.2 select函數(shù)傳送select的函數(shù)告訴內(nèi)核：（1） 我們所關心的描述符；（2） 對于每個描述符我們所關心的條件（是否讀一個給定的描述符？是否想寫一個給定的描述符？是否關心一個描述符的異常條件？）。（3） 希望等待多長時間（可以永遠等待，等待一個固定量時間，或完全不等待）。 從select返回時，內(nèi)核告訴我們：（1） 已準備好的描述符的數(shù)量。（2） 哪一個描述符已準備好讀，寫或異常條件。#inlude#inlude#inludeint select(int numfds，fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout );返回：準備就緒的描述符數(shù)，若超時則為0，若出錯則為-1。Timeout值：1，null：永遠等待，知道捕捉到信號或文件描述符已準備好為止；2，具體值：struct timeval類型的指針，若等待為timeout時間還沒有文件描述符準備好，就立即返回；3,0：從不等待，測試所有指定的描述符并立即返回；先說明最后一個參數(shù)，它指定愿意等待的時間。Struct timevalLong tv_sec;/*seconds*/Long tv_usec;/*and microseconds*/;Select函數(shù)根據(jù)希望進行的文件操作對文件描述符進行分類處理，這里，對文件描述符的處理主要設計4個宏函數(shù)：FD_ZERO(fd_set *set)清除一個文件描述符集；FD_SET(int fd,fd_set *set)將一個文件描述符加入文件描述符集中；FD_CLR(int fd,fd_set *set)將一個文件描述符從文件描述符集中清除；FD_ISSET(int fd,fd_set *