linux 内核（系统）、函数的理解、宏的程序调试

1、操作系统

1.1、Linux 内核（系统）的组成的部分：

    内核主要有：进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口和进程通信五个部分组成。

                                            

（1）进程调度

    进程调度是CPU对多个进程对CPU访问的调度算法，使得进程宏观上并行执行。常用的调度算法有：先来先服务原则、高优先级别优先、短进程优先（谁执行的时间短，就上）、时间片轮训（每个进程都给点时间运行）。

    系统所有的进程，都必须使用进程调度算法，所以是处于中心的位置。

（2）内存管理

    内存管理的主要作用是管理进程之间内存。

    一般对于 32位的 Linux 系统而言，Linux进程都拥有自己独立的4GB的内存空间，0~3GB的用户空间，3~4GB的内核空间。

                                  

（3）虚拟文件系统

    Linux的虚拟文件系统（VFS）是实际文件系统的一种抽象，为所有的设备统一的接口。显示的文件系统：比如有 FAT16、FAT32、NTFS、YAFFS、JFFS2，ext，ext2，这么多的不同格式的系统，不同的格式有属于自己的一套文件操作数据据结构（file_operation）、那么写应用层代码的时候，难道要对这么多的文件系统做不同的处理操作么么，这个时候，虚拟文件系统就产生了，虚拟文件系统统一管理这些现实的的文件系统，然后提供统一的接口，这样应用层就可以使用统一的open read write 去访问了。

（4）网络接口

    网络接口实现了对各种的网络标准的存取和各种网络硬件的支持。所以网络接口可以分为网络协议和网络驱动程序。

    网络协议实现的是每一种网络传输协议，比如说TCP/IP协议具体是怎么实现的，

    网络驱动：其实就是网络硬件设备的驱动，实现硬件的这部分驱动。

（5）进程通信

    Linux进程间通信(IPC)，包含：管道（无名管道和有名管道）、信号、消息队列、共享内存、套接字、信号量。

1.2、C库函数与API

    对于向外提供的 API 而言，有操作系统的提供的 API 和C库提供的 API。比如对

 

文件的操作而言： open、write、read、close。而C库提供的接口： fopen、fwrite、fread、fclose。本质上，fopen 就是使用 open 函数进行而二次封装。

    对于不同的系统而言，系统提供的 API 几乎都是不同的；而对于 C库 而言，不同的平台只要使用的是 C库，C库 的API 都是一样的，所以对于移植性的话，C库的移植性就高。

2、函数的理解

    通常来说，不论大大小小的子函数都是会存在一个返回值，函数的返回值一般都是不会直接使用void 类型。之所以函数即使不会被调用也都是会执行一个返回值：

    （1）首先，在C语言中，一般是，返回值为零，一般是正常退出，而返回值为负一的情况的话，就是出现异常，而返回值是正直的话，那么一般就是自己定义的。

return 0；
    return -1;
    return 1;

    （2）return 语句的话，那么就表示函数的代码到这里就已经是全部结束了。

    （3）函数的返回值与输入的参数可以理解为原材料以及经过加工（函数体）之后的产品。

3、NULL的理解

（1）NULL 的定义

#ifdef __cplusplus
#define NULL    0
#else  /* __cplusplus */
#define NULL    ((void *)0)
#endif  /* __cplusplus */
#endif  /* NULL */

    当定义了 __cplusplus 宏的时候，则 NULL 为零，也就是当编译器为 C++ 的时候，则 NULL为零；而是 C 编译器的时候，则 NULL 为 (void *)0。这里的零可以理解为：数字零以及地址零，具体的环境具体分析。

（2）NULL 的作用

让野指针指向安全零地址

一般指针定义的时候：

int *p = NULL;

    其将 p 指向地址零，因为一般来说零地址都是不可以被随便访问的。

（3）NULL 与 '\0'、'0'、0

'\0' ：是一个转义的字符，对应的 ASCII 是 0
'0' ： 是一个字符，对应的 ASCII 是 48
0 ： 是一个数字，本质就是零，对用的 ASCII 也是零。
NULL ：是一个表达式,NULL 的本质就是 0。

注意：

    '\0' : 是字符串的结束的标志。

    '0' : 对应零这个字符的 ASCII，一般用于获取零的 ASCII 值。

    0 ： 数字，

    NULL ： 一般用于指针。

4、宏的调试

    宏的调试的方法是非常的方便，

应用调试：

#ifdef DEBUG
#define DBG(...) fprintf(stderr, " DBG(%s, %s(), %d): ", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); fprintf(stderr, __VA_ARGS__)
#else
#define DBG(...)
#endif

    打印当前的文件、函数、行号。

__VA_ARGS__ ：是将 DBG 括号里面的转为实际的字符串。当取消了 DEBUG 的定义，则后面的调试信息doing不会被编译进去已经打印出信息。

 

#if 0
#define DBG(x...)  printk(x)
#else
#define DBG(x...) do{}while(0)
#endif

 

 

内核的调试：

#define DEBUG(fmt, args...)     printk(fmt, ##args)
#else
#define DEBUG(fmt, args...)     do {} while (0)
#endif

    ... : 三点表示的变参，也就是参数的个数是不定的。对于变参的理解在另外的帖子做详细的介绍。