Linux和C语言的学习方法你真的知道吗？

★Linux的使用

第一天，就给我们讲了为什么要先学c、学linux：因为嵌入式的根本就是软件驱动硬件，而C语言是最接近硬件的语言、有指针的概念、可以直接操作硬件，另外，功能复杂的硬件是含有操作系统的，这就需要我们选择使用广泛而开源的linux来学习。

◇Shell 命令

shell是一个命令行解释器，命令行格式为：命令名称、选项、参数，常用的命令有：cd进入目录；ls显示目录下的文件；touch、mkdir创建文件、文件夹；mv、cp、rm移动、复制、删除文件和文件夹；zip、gzip、tar压缩和解压文件；ln创建软硬链接文件。   

◇文件管理、用户管理

Linux是一个多用户系统，它可以用adduser来创建多个用户，并用su来进行不同用户及用户与管理员之间的切换；另外，与目录结构属于分区的windows不同，在Linux的文件系统中，分区属于目录结构。

◇软件管理

ubuntu上的软件包管理工具apt可以通过网络很方便地完成软件包的获取、安装、卸载、查询等操作。比如，当我们在使用putty前需要安装SSH的时候，就可以通过命令：sudo apt-get update、sudo apt-get install SSH 来安装。

◇VI 编辑器，GCC 编译器 

Vi是Linux系统中常用的一个文本编辑器，通过vi加上文件名可以对文件创建或编辑。三种模式中：命令模式是我们进入编辑器的第一模式，可以对文本进行剪切复制替换删除操作；输入模式可以是对文件进行常规编辑；底行模式可以保存文本并退出。vi编辑好的c文件需要被编译二进制文件才可以被机器识别运行，而GCC 编译器就承载着这样的功能，它通过预处理、编译、汇编、链接四个步骤完成该操作。

★C语言编程

C语言学习的开始就是掌握基本的语法规则，主要包括各种基本类型常量变量、运算符、控制流、函数的使用。这部分总的来说没有什么难度，但有一些容易忽略的细节需要留意，如同为单目运算的*解引用和++操作同时使用时哪个优先运算；数组被定义后其空间大小和首地址不允许改变；要用strcmp()判断字符串相等而不能直接用==；指针定义后但没初始化会变成野指针，后续使用可能发生段错误；使用较大的数据时应在堆中开辟空间存放以防栈溢出。

☆数据结构

数据结构就是对数据进行人为的格式化规范化储存，使得数据能够快捷地增删查改，不同的数据结构有不同的优缺点及主要用途，如顺序表查找快增删慢而链表查找满增删快。鉴于内核链表的重要性及以后使用的广泛性，在此只做内核链表的总结。内核链表和双向循环链表类似，与之不同的是，内核链表将数据和链表剥离开，并提供了很多的宏和封装函数。其中非常重要的是list_for_each()、list_entry()，它们分别实现了对小结构体（循环链表）的遍历操作、通过小结构体的地址反推找到大结构体的地址，从而通过大结构体得到其下的数据域。另外还有list_add()、list_del_init()封装实现了对大结构体节点的插入、孤立删除，不然自己搭建双向循环链表的话，就需在头插node节点时要写上经典的四句指针域重连接指令：①node->next = head->next;②head->next->pre = node;③node->pre = head;④head->next = node;

☆文件IO

这里的iO指的是内存和磁盘间的文件交互，由于linux“一切皆文件的”的特性，其7种类型的文件都是可以被输入输出的。其间我们重点学习了文件IO和标准IO，他们的主要区别就是前者直接调用系统函数没有缓冲区，而后者调用的是封装好的库函数有缓冲区。一般来说，文件IO是专门给文件使用的，而标准IO是专门给设备使用的。文件、标准io的打开和关闭所用的函数是相似的，只是一个有f一个没f；但他们的读写函数差别就比较大了，文件io用的是read()、write()，而标准IO根据输入输出是否格式化分为printf、put、scanf、get，具体还会根据一字一行一块地读写及读写目标地的不同而有所不同。另外还了解了下利用time()、ctime()来获取标准时间并转化为可阅读化时间的时间编程，以及通过lstat()、opendir()、readdir()来查看目录下的文件属性。最后介绍了动静态库的概念及制作，前者在文件运行时才加载到可执行文件中，而后者在编译时即完成，至于二者制作步骤的话比较复杂，需要用到的时候再对照着笔记制作好了。

☆进程线程

这部分我想是重中之重，毕竟进程线程出现的一大动机就跟人类的无限欲望相关联：想要在越短的时间做越多的事情。进程就是执行中的程序，但与只包含指令和数据的程序不同，进程有属于自己的地址空间，里面不仅含有指令段数据段，还有动态的堆栈段，因此多个进程可以实现了同一时间做多个任务。进程通过fork()函数创建，对应的PCB由内核创建并保存在内核空间。尽管多核芯片的出现可以让多个进程真的在同时执行任务，但不是所有进程都同时处于运行状态的，更多的进程是在极小的时间片段下轮流替换着来工作，至于替换的顺序是由cpu调度机制决定的，我们无法确定，这也是为什么进程拥有异步特性的原因。未在运行状态的进程往往处于队列就绪等待状态或休眠状态，其它具体的状态可以通过命令ps -aux查看。此外，运行中的进程还分为前台运行和后台运行，如果进程是后台运行的话，就不能对它进行前台操作，如不能对它ctrl + c暂停，这时候可以通过fg指令把它转变为前台运行或直接用kill指令终止进程。被创建后的进程是有生命周期的，它不但可以exit()自行终止进程，还可以用exec函数族中途改为执行新的进程，殊途同归，进程最后都是要终止的，终止后的进程的PCB需要被其父进程wait()回收，中间有差错的话就可能导致孤儿进程或僵尸进程的出现。

当需要进程不受干扰地一直在后台运行、周期性地等待或者执行某一个任务的时候，可以将它设置为守护进程。守护进程不与任何终端关联，即使终端关闭了也还是会照常运行，老师教的7步创建法得记熟。值得注意的是，因为守护进程无法往标准输出打印，中间出错了也没人知道，所以得找个地方储存它的运行情况，因此系统日志应运而生。系统日志可以通过命令cat /var/log/syslog查看。

进程可以通过无名管道、有名管道、信号、共享内存、消息队列、信号量来进行进程间通信，这些通信方式都是在内核中得以实现的。具体的函数及使用笔记上都有详细记录，就不再赘述了。值得留意的是无名有名管道、消息队列中的同一数据是读了一次就没有了的，而共享内存中的同一数据可以被多次读取。

进程和线程都是为了实现计算机的并发功能，但是进程的创建消亡，及进程间的切换都很耗费资源，每次切换进程都要进程上下文切换。线程的优势是多个线程共享指令和全局变量，这就减少了资源管理的消耗，从而更专注于任务的执行。但有优点就有缺点，资源的共享可能会致使多个线程同时对临界资源进行操作，从而导致运算结果的不准确。为了解决这一问题，出现了线程的互斥与同步。线程互斥利用mutex锁在临界区的前后分别pthread_mutex_lock()上锁和pthread_mutex_destroy()解锁，实现同一时间只允许一个线程操作临界资源。线程的同步用的是信号量，相当于加上了数量的线程的互斥，通过合理地使用p+1、v-1操作使得多个线程按一定次序运行。