第二章 编写和运行模块

合集下载

Python模块化编程

Python模块化编程

Python模块化编程:构建高效、可维护的代码基石在Python编程的广阔世界中,模块化编程是提升代码质量、促进团队协作、以及实现复杂项目可维护性的关键所在。

本文旨在深入探讨Python模块化编程的概念、原理、实践方法,并通过丰富的案例和代码示例,帮助初学者及进阶开发者掌握这一重要技能。

一、模块化编程概述1.1 什么是模块化编程?模块化编程是一种将大型程序分解为一系列小型、独立、可复用的代码块(称为模块)的过程。

每个模块负责完成特定的功能或任务,并通过定义良好的接口与其他模块进行交互。

这种编程方式有助于减少代码冗余、提高代码的可读性和可维护性,同时也便于团队协作和代码复用。

1.2 Python中的模块在Python中,模块可以是Python文件(.py文件),也可以是预先编译的共享库或C 语言扩展。

Python标准库提供了大量的模块,涵盖了从文件操作到网络编程、从数据处理到图形界面开发等各个方面。

此外,开发者还可以根据自己的需求创建自定义模块。

二、Python模块的基本操作2.1 导入模块Python提供了多种导入模块的方式,最基本的是使用import语句。

例如,要导入Python 标准库中的math模块,可以这样做:python复制代码import mathprint(math.sqrt(16)) # 输出4.0也可以使用from...import...语句从模块中导入特定的函数或类:python复制代码from math import sqrtprint(sqrt(16)) # 输出4.02.2 创建和使用自定义模块创建自定义模块非常简单,只需将Python代码保存在一个.py文件中即可。

然后,在其他Python文件中通过import语句导入该模块。

假设我们有一个名为mymodule.py的自定义模块,内容如下:python复制代码# mymodule.pydef greet(name):return f"Hello, {name}!"def add(a, b):return a + b在其他Python文件中,我们可以这样导入并使用它:python复制代码# main.pyimport mymoduleprint(mymodule.greet("Alice")) # 输出Hello, Alice!print(mymodule.add(5, 3)) # 输出82.3 模块搜索路径Python解释器在导入模块时会搜索一系列预定义的目录,这些目录构成了模块的搜索路径(sys.path)。

BRD3.2软件使用手册

BRD3.2软件使用手册
下面我们用 C 代码编写同样的程序,与流程图做比较。 int main(void) { cls(); printf("Hello Robot!"); }
-- 第 13 页 --
Buddy Robot Developer 3.2
X300 系列
第三章 软件界面介绍
打开 Buddy Robot Developer3.2 软件时,首先进入一个“新建”对话框, 这里有两种编程环境供选择,一种是流程图编辑环境,另一个是 C 代码编程环境, 如图所示。
流程图编程是用鼠标搭建一些简单的图形模块,通过模块间自上而下的逻辑 关系连接来完成各种功能。用流程图编程操作简单、形象直观、易于理解,学生 们不用关心语言实现的细节,同时也有效避免了语法错误,有利于集中精力寻求 解决问题的方法。
下面我们用 BUDDY 机器人的一个具体项目来认识流程图编程。 例:让机器人每天天亮通过唱歌的方式叫它小主人起床,天暗提醒主人休 息……
第四章 流程图基础操作 第一节 模块的基础操作.......................................18 第二节 模块说明.............................................20 第三节 子函数...............................................33 第四节 变量引用.............................................36
-- 第 12 页 --
Buddy Robot Developer 3.2
X30”修改为“Hello Robot!”,按确定就可以了。 5、这样整个项目程序就编写完成了,点击菜单“文件”中的“保存项目”,将 项目程序保存在“我的项目”目录中。 6、打开机器人电源开关,使机器人处于开机状态,将机器人与计算机用 USB 下载线进行连接。 7、按 BRD 软件中的下载按钮,将项目程序下载到机器人中,等出现“下载完 成”字样时,取下 USB 连接线。 8、将机器人放在平稳的地方,按机器人主板上的运行按钮,机器人显示屏上 就会显示出“Hello Robot!”。

第二章 PLC的基本组成及工作原理

第二章 PLC的基本组成及工作原理

2.2 PLC的工作原理
继电器控制与 PLC控制的比较:
➢为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异, 考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上,而PLC扫描用户程序的时间一般均小 于100ms。这样在对于I/O响应要求不高的场合, PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别 了。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
(1)输入接口作用:将按钮、行程开关或传感器等产生 的信号,转换成数字信号送入主机。
内内1


.

输入n

COM
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
(2)输出接口作用:将主机向外输出的信号转换成可以 驱动外部执行电路的信号,以便控制接触器线圈等电 器通断电;另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。
并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 ( 2 )检查、校验用户程序。 ( 3 )接收现场数据。 ( 4 )执行用户程序。 ( 5 )故障诊断。
注意:PLC通常以字而不是以字节为单位存储和处理数 据。
描述PLC性能的几个术语
位:二进制的一位,仅有1、0 数字:4位二进制数构成一个数字 字节:2个数字或8位二进制数构成一个字节 字:两个字节构成一个字。
• 继电器输出特点:低速大功率, 用于用于直流、交流负载(隔离、功率放大)。
• 晶体管集电极输出特点:高速小功率, 用于直流负载。
• 双向可控硅(晶闸管的一种)输出特点:高速大功率, 用于交流负载。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块-继电器输出
继电器输出
PLC





电J

C语言模块化程序设计

C语言模块化程序设计

C语言模块化程序设计模块化程序设计是一种将程序分解为独立模块的方法,每个模块具有明确定义和特定功能。

使用模块化程序设计可以提高程序的可维护性、可扩展性和可重用性。

本文将介绍C语言中的模块化程序设计的原则、方法和优势。

首先,要进行模块化程序设计,需要遵循以下原则:1.单一职责原则:每个模块应该只负责一个具体的功能或任务。

这样可以使模块的功能更加明确和独立,并且方便后续的维护和测试。

2.高内聚,低耦合:模块内部的各个部分应该紧密地关联在一起,形成一个功能完整的整体,同时与其他模块的耦合度应该尽量降低,以减少模块间的相互影响和依赖性。

接下来,我们将介绍几种常见的模块化程序设计的方法:1.函数模块化:将功能相似的代码封装在一个函数中,便于重复使用和集中管理。

函数模块化可以提高程序的可读性和可维护性。

2.文件模块化:将具有相关功能的函数、常量和数据结构定义放在同一个文件中,并通过头文件进行声明和引用。

文件模块化可以使代码结构清晰,提高代码的复用性。

3.类模块化:将相关的函数和数据结构封装在一个类中,并通过类的接口来访问和操作。

类模块化可以提供更高级别的封装和抽象,方便程序的组织和管理。

4.动态链接库和静态链接库:将功能模块封装为独立的动态链接库或静态链接库,以供其他程序调用和使用。

链接库模块化可以提高代码的复用性和可移植性。

以上是常见的模块化程序设计方法,可以根据具体的需求和场景选择适合的方法。

无论使用哪种方法,模块化程序设计都可以带来以下几个优势:1.可维护性:模块化的程序结构使程序的各个部分相互独立,修改和维护一个模块时,不会对其他模块造成影响,降低了维护的难度。

2.可重用性:模块化的程序结构使得代码片段可以在多个地方反复使用,提高了代码的复用性,减少了重复编写代码的工作量。

3.可扩展性:由于模块之间的低耦合性,当需要添加新的功能时,可以通过增加新的模块来实现,而不需要修改已有的模块,降低了扩展的成本和风险。

python模块的使用方法

python模块的使用方法

python模块的使用方法Python是一门功能强大的编程语言,也是一个庞大的生态系统。

Python 模块则是Python代码的组织形式,它可以提供各种各样的功能和工具,方便我们在编程过程中复用代码、提高效率。

本文将介绍Python模块的基本概念和使用方法,以帮助读者更好地理解和应用Python模块。

一、什么是Python模块?Python模块是一种扩展Python功能和工具的方式。

它是由Python代码组成的文件,通常以.py为后缀。

模块可以包含变量、函数、类和其他Python代码片段,可以被其他Python代码导入并使用。

模块的主要目的是促进代码的复用和模块化开发。

我们可以将相似功能的代码封装在一个模块中,并在需要使用这些功能时导入模块,而不必重复编写相同的代码。

这不仅提高了代码的可维护性,还节省了开发时间和努力。

二、Python模块的导入方法Python模块的导入是使用其他模块中的功能的基础。

Python提供了多种导入模块的方式,以下是常见的三种方法:1. import语句:使用import语句可以导入一个完整的模块。

语法如下:import module_name其中,module_name是模块的名称。

导入后,我们可以使用模块中的变量、函数和类。

例如,我们可以导入Python标准库中的sys模块:import sysprint(sys.version)2. from...import语句:使用from...import语句可以导入模块中的特定功能。

语法如下:from module_name import function_name或者:from module_name import *第一种方式需要指定具体的功能,第二种方式将导入模块中的所有功能。

注意,使用通配符导入可能会造成命名冲突,因此在实际开发中应该谨慎使用。

例如,我们可以导入sys模块中的argv函数:from sys import argvprint(argv)3. as关键字:使用as关键字可以给模块指定一个别名,以方便引用。

BETTIS 指导手册 G01-G10 双作用

BETTIS 指导手册 G01-G10 双作用

中文版本BETTIS指导手册适用于G01 至 G10 型号带有 M11 液压超控的双作用气动执行机构部件号:124843E版本:“B”日期:2006 年 7 月Bettis P/N 124843E版本:“B”目录第一章 - 简介 (3)1.1 服务信息概述 (3)1.2 定义 (3)1.3 安全信息概述 (4)1.4 BETTIS 参考资料 (4)1.5 服务支持项目 (4)1.6 润滑和液体要求 (4)1.7 通用工具信息 (5)第二章 -执行机构的拆卸 (5)2.1 拆卸概述 (5)2.2 气动动力模块的拆卸 (5)2.3 驱动模块的拆卸 (7)2.4 M11 液压超控缸的拆卸 (11)第三章 - 执行机构的重新组装 (12)3.1 重装概述 (12)3.2 驱动模块的重新组装 (12)3.3 气动动力模块的重新组装 (17)3.4 G2 和 G3 早期型号的气动动力模块的重新组装 (20)3.5 M11 液压超控缸的重新组装 (23)3.6 执行机构的测试 (24)第四章 - 现场改装 (25)4.1 失效模式转化(CW到CCW, 或CCW到CW)(交换模块位置) (25)第五章 - 模块的拆卸和安装 (25)5.1 气动动力模块的拆卸 (26)5.2 气动动力模块的安装 (26)5.3 M11 液压超控缸的拆卸 (27)5.4 M11 液压超控缸的安装 (27)5.5 动力转换模块的拆卸 (28)5.6 动力转换模块的安装 (28)第六章 - 执行机构支持信息 (29)6.1 M11 液压超控系统液体梯级表 (29)6.2 模块重量(根据产品编号和执行机构箱体尺寸) (30)6.2 续 - 模块重量(根据产品编号和执行机构箱体尺寸) (31)6.3 G01 工具类型和扳手尺寸 (31)6.4 G2 工具类型和扳手尺寸 (32)6.5 G3 工具类型和扳手尺寸 (33)6.6 G4 工具类型和扳手尺寸 (33)6.7 G5 工具类型和扳手尺寸 (34)6.8 G7 工具类型和扳手尺寸 (34)6.9 G8 工具类型和扳手尺寸 (35)6.10 G10 工具类型和扳手尺寸 (35)第一章 - 简介1.1 服务信息概述1.1.1 本维修手册可用作对带有一个气动动力模块和一个 M11 或 M11-S 液压超控模块的Bettis G01XXX-M11、G2XXX-M11、G3XXX-M11、G4XXX-M11、G5XXX-M11、G7XXX-M11、G8XXX-M11和 G10XXX-M11 双作用系列执行机构进行一般维护的指南。

【Linux 驱动】第二章 构造和运行模块

【Linux 驱动】第二章 构造和运行模块

【Linux 驱动】第二章构造和运行模块设置测试系统开发环境及Hello World入门模块在前面中已经讲到,请参考:http://www.l /Linux/2012-04/58409.htm一,核心模块与应用程序的对比应用程序:小规模及中规模程序,从头到尾执行单个任务。

核心模块:预先注册自己,以便服务于将来的某个请求。

然后他的初始化函数就立即结束。

退出时候,应用程序可以不释放自己申请的资源,而模块在退出之前必须仔细撤销初始化函数所做的一切。

二,用户空间和内核空间模块运行在内核空间,应用程序运行在内核空间。

每当应用程序执行系统调用或者被硬件中断挂起时,Unix将执行模式从用户空间切换到内核空间。

应用程序在虚拟内存中布局,并具有一块很大的栈空间(保存函数调用历史以及当前活动函数中的自动变量)。

内核具有非常小的栈,所以我们自己的函数必须和整个内核空间调用链一同共享这个栈。

【注意】在内核API中看到有两个下划线_ _的函数名:接口的底层组件三,初始化和关闭static int _ _init initialization_function(void){/*初始化代码*/return <int>;}module_init(initialization_function); //说明内核初始化位置,没有这个函数,则初始化函数无法调用【注意】_ _init _ _initdata表明函数只在初始化期间使用,模块装载完成后不再使用。

static void _ _init cleanup_function(void)//没有返回值清除函数类似module_exit(cleanup_function)四,初始化过程中的错误处理1)时刻铭记,注册可能会失败,因此模块代码要始终检查返回值。

2)当注册时,有些模块注册失败,则需要自行撤销已注册的设施。

否则内核处于一种不稳定状态。

唯一有效的解决办法:重新引导系统3)使用gotoint _ _my_init_function(void){int err;err=regeister_this(ptr1,"skull");if(err) goto fail_this;err=regeister_that(ptr2,"skull");if(err) goto fail_that;err=regeister_those(ptr3,"skull");if(err) goto fail_those;return 0;//成功fail_this:return err;fail_those:unregeister_those(ptr3,"skull");fail_that:unregeister_that(ptr3,"skull");}4)初始化函数还在运行时,内核就完全可能会调用我们的模块。

第二章_用C语言编写程序

第二章_用C语言编写程序

习题参考
分支语句,自己实现习题6 习题11 ex2-11.cpp
程序阅读理解
eg2-1.cpp eg2-2.cpp
2.5计算12!/(5!+7!)
1,问题分析:三个阶乘结果的运算 2,解决方法一:
① 分别计算出12!,5!,7! ② 再计算最后结果 ③ ch2-10.cpp
3,代码冗长,不够清晰简洁
例:求 ∑ i
i =1
100
分析: 1. sum=1+2+3+……+100 累加的过程 2. 共性:sum=sum + i,重复100次 3. 确定使用for循环,循环控制变量如何设定
① ② ③ ④ 初值表达式:i=1 条件表达式:i<=100 步长表达式:i++(或i=i+1) 循环体语句:sum=sum+i
iNum 10 变量名 变量值
存储单元
2.2.3算术运算和赋值运算
1,算术运算
运算符 名称 优先级 + 加 低 减 * 乘 / 除 高 % 模(求余)
① 算术表达式:5*(fahr-32)/9 ② 赋值运算
1,变量=表达式 如 fahr=100 celsius=5*(fahr-32)/9 2,赋值过程(赋值运算符的左边必须是一个变量) ① 计算赋值运算符右边的表达式的值 例子:i=i+1 ② 将求得的表达式值赋值给左侧的变量
函数参数
y=expon(t,a); printf("%f\n",y);
使用函数编写程序—温度转换表
1,不使用自定义函数的代码
2,使用函数的代码:例2-18 ch2-12.cpp
使用函数求解
例2-17:输入x,计算并输出下列分段函 数f(x)的值(保留2位小数)

第二章 Design Compiler简介

第二章 Design Compiler简介

第二章 Design Compiler概述Design Compiler是Synopsys综合软件的核心产品。

它提供约束驱动时序最优化,并支持众多的设计类型,把设计者的HDL描述综合成与工艺相关的门级设计;它能够从速度、面积和功耗等方面来优化组合电路和时序电路设计,并支持平直或层次化设计。

第一节 Design Compiler入门2-1-1 基本的综合流程图2.1中显示了一个简化的综合流程:图2.1 基本综合流程Design Compiler按照所有标准EDA格式读写文件,包括Synopsys内部数据库(.db)和方程式(.eqn)格式。

除此之外,Design Compiler还提供与第三方EDA工具的链接,比如布局布线工具。

这些链接使得Design Compiler和其他工具实现了信息共享。

2-1-2 Design Compiler的功能利用Design Compiler,设计者可以:●利用用户指定的门阵列、FPGA或标准单元库,生成高速、面积优化的ASIC;●能够在不同工艺技术之间转换设计;●探索设计的权衡,包括延时、面积和在不同负载、温度、电压情况的功耗等设计约束条件;●优化有限状态机的综合,包括状态的自动分配和状态的优化;●当第三方环境仍支持延时信息和布局布线约束时,可将输入网表和输出网表或电路图整合在一起输入至第三方环境;●自动生成和分割层次化电路图2-1-3支持的文件格式表2.1列出了Design Compiler所支持的所有的输入输出的设计文件格式:表2.1 支持的文件格式数据格式Netlist EDIFLSI Logic Corporation netlist format (LSI)Mentor Intermediate Format (MIF)Programmable logic array (PLA)Synopsys equationSynopsys state tableSynopsys database format (.db)Tegas Design Language (TDL)VerilogVHDLTiming Standard Delay Format (SDF)Command Script dcsh, TclCell Clustering Physical Design Exchange Format (PDEF)Library Synopsys library source (.lib)Synopsys database format (.db)Parasitics dc_shell command scripts2-1-4 设计类型、输入格式和输出格式设计类型:设计可以是分层的或平直的,时序的或组合的;输入格式:支持VHDL和Verilog作为设计描述的输入格式,也支持开编程逻辑阵列(PLA)和EDIF 200格式;输出格式:除了Synopsys二进制格式(.db),还支持VHDL、Verilog、EDIF 200、方程式、大规模集成(large-scale integration)、Mentor图形、PLA、状态表和Tegas格式。

信息化项目建设方案编写指南

信息化项目建设方案编写指南

信息化项目(云应用系统)建设方案编写指南第一章编制内容要求一、项目概述(一)项目名称和类型。

建设方案应统一命名为“项目名称+建设方案”。

项目类型为新建、扩建、升级改造等。

项目名称不要使用“平台”两字,避免与电子政务云平台混淆。

(二)项目建设背景及现状。

简述项目建设的背景,列举所依据的重要法律法规、文件、引用的国家和行业标准等名称及具体引用条款内容。

简述建设单位信息化建设现状和存在问题,包括计算、存储、网络、应用系统和信息资源等情况,明确项目建设的必要性。

(三)项目建设目标、效果、任务、周期。

提出清晰的项目建设总体目标和分期目标,用通俗的语言围绕助政或便民叙述项目实施后的应用效果,描述清楚项目每期的建设任务、规模和周期。

(四)项目建设内容。

清晰描述项目本期建设内容。

(五)总投资及来源。

简述项目总体投资、分期投资和资金来源(国家下拨资金、信息化专项资金、单位自筹等)。

(六)经济及社会效益。

简述项目实施后所产生的社会、经济、环境等方面的影响和作用。

二、需求分析(一)业务需求分析。

采用结构化或面向对象等方式描述,对本项目的应用需求进行分析,主要包括职能业务目标分析、业务场景描述、业务流程分析、数据结构分析,必要的信息传输、存储量测算,以及系统功能需求和非功能需求。

(二)网络需求。

参见第三章。

(三)公共云平台服务需求。

参见第四章。

(四)安全防护需求。

根据系统安全保护等级要求,提出信息系统安全管理和技术需求。

三、总体框架设计(一)技术路线。

拟采用的技术路线及实现策略,包括系统部署方式、性能要求、采用的体系结构(J2EE/.NET/混合等)、应用软件架构(C/S、B/S、三层、多层等)、操作系统、中间件、开发工具及平台等,并简要说明技术选型依据。

(二)总体架构。

采用逻辑示意图、流程图和统一建模语言(UML)模型图等方式,设计项目总体架构,提出系统划分方案,说明各系统与功能需求以及各系统之间的关系,并区分出已建和新增系统及功能。

模块编程实验报告

模块编程实验报告

实验名称:模块编程实验日期:2023年4月15日实验地点:计算机实验室实验目的:1. 理解模块编程的基本概念和原则。

2. 掌握模块的创建、使用和调试方法。

3. 提高代码的可读性和可维护性。

实验内容:本次实验主要围绕模块编程展开,通过实际操作,实现以下功能:1. 创建一个计算器模块,包含加、减、乘、除四种基本运算。

2. 使用该模块在其他程序中计算两个数的和、差、积、商。

3. 对模块进行调试,确保其功能的正确性。

实验步骤:一、创建计算器模块1. 打开编辑器,创建一个名为“calculator.py”的文件。

2. 在该文件中,定义一个名为“Calculator”的类,包含四个方法:add、sub、mul、div。

3. 分别实现这四个方法,使用Python内置的“+””、“-”、“”、“/”运算符。

4. 在类中添加一个构造函数,初始化两个数值成员变量。

5. 保存文件。

二、使用计算器模块1. 打开另一个编辑器,创建一个名为“main.py”的文件。

2. 导入“calculator”模块。

3. 创建一个“Calculator”对象,并传入两个数值参数。

4. 使用该对象调用方法,计算和、差、积、商。

5. 打印结果。

6. 保存文件。

三、调试计算器模块1. 在“main.py”文件中,尝试使用错误的参数调用计算器模块的方法。

2. 观察并分析错误信息,找出问题所在。

3. 修改“calculator.py”文件中的错误,确保模块功能的正确性。

4. 重新运行“main.py”,验证修改后的结果。

实验结果:1. 成功创建了计算器模块,实现了加、减、乘、除四种基本运算。

2. 在“main.py”文件中成功使用计算器模块,计算了两个数的和、差、积、商。

3. 通过调试,发现并修正了计算器模块中的一个错误,确保了其功能的正确性。

实验总结:通过本次实验,我深入了解了模块编程的基本概念和原则。

以下是我对模块编程的一些体会:1. 模块化编程可以提高代码的可读性和可维护性。

ER T电源模块说明书

ER T电源模块说明书

第二章 电源模块2.1 ER22010/T 和ER11020/T 整流模块2.1.1 整流模块简介ER22010/T Utilitysure 系列整流模块采用当代先进的电源技术和工艺,专门为各类变电站、电厂及其它直流供电场合的直流屏而设计。

具有高效、高功率密度、高可靠性、智能化控制和造型美观等特点。

ER22010/T Utilitysure 系列整流模块采用智能风冷的散热方式,功率密度高,占用空间少;采用2U ×4U 标准设计,内置逆止二极管,组屏简便。

型号说明整流模块型号说明见下图。

ER 220 10 T/ 交流三相输入 额定输出电流10A 额定输出电压220Vdc 艾默生整流模块图2-1 ER22010/T 系列整流模块型号说明产品系列 产品系列见下表。

表2-1 产品系列及订货信息工作原理概述整流模块工作原理框图如下图所示。

图2-2 整流模块工作原理框图整流模块由三相无源PFC 和DC/DC 两个功率部分组成。

在两功率部分之外还有辅助电源以及输入、输出检测及保护电路。

前级三相无源PFC 电路由输入EMI 和三相无源PFC 组成,用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正,以满足相关的输入电流谐波和EMC 标准。

后级的DC/DC 变换器由DSP 产生PWM 波控制前级PFC 输出的直流电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出直流电压,从而将前级整流电压转换成电力操作电源要求的稳定的直流电压。

辅助电源在三相无源PFC 之后,DC/DC 变换器之前,利用三相无源PFC 的直流输出,产生控制电路所需的各路电源。

输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测功能。

DC/DC的检测保护电路包括输出电压电流的检测,散热器温度的检测等,所有这些信号用于DC/DC的控制和保护。

CAN总线用于实现整流模块与主监控模块的通讯以及整流模块间的均流。

外观及接口1.整流模块外观图2-3 整流模块外观2.前面板ER22010/T系列整流模块前面板如下图所示。

如何在编程中使用模块

如何在编程中使用模块

如何在编程中使用模块编程是一门创造性的艺术,通过编写代码来实现各种功能。

在编程的世界里,模块是一个非常重要的概念。

模块可以理解为一个独立的、可重用的代码单元,它可以包含变量、函数、类等。

在本文中,我将探讨如何在编程中使用模块,以提高代码的可维护性和可扩展性。

一、模块的定义和作用模块是将相关的代码组织在一起的一种方式。

它可以将代码分割成逻辑上独立的部分,使得代码更易于理解和维护。

通过使用模块,我们可以将代码按照功能进行组织,提高代码的可读性和复用性。

模块的作用不仅仅是将代码组织起来,它还可以提供一种封装的机制。

通过封装,我们可以隐藏模块内部的实现细节,只对外部暴露必要的接口。

这样可以降低代码的耦合度,提高代码的可维护性和可扩展性。

二、模块的导入和使用在大部分编程语言中,使用模块需要先导入它。

导入模块可以使用关键字(如import)或特定的语法来实现。

导入模块后,我们可以使用模块中定义的变量、函数、类等。

例如,在Python中,我们可以使用以下语法导入一个名为"math"的模块:```pythonimport math```导入模块后,我们可以使用模块中的函数和变量。

例如,使用math模块中的sqrt函数计算一个数的平方根:```pythonresult = math.sqrt(16)```通过模块的导入和使用,我们可以利用已有的模块来实现各种功能,而不需要重复编写代码。

这样可以提高开发效率,并减少出错的可能性。

三、模块的分类模块可以分为两种类型:内置模块和第三方模块。

内置模块是编程语言本身提供的模块,它们通常包含一些常用的功能和工具。

例如,在Python中,有一个名为"random"的内置模块,它提供了生成随机数的函数。

通过使用内置模块,我们可以方便地实现各种随机数生成的需求。

第三方模块是由其他开发者编写并发布的模块。

这些模块通常提供一些特定的功能或解决特定的问题。

Python模块的概念及使用技巧

Python模块的概念及使用技巧

Python模块的概念及使用技巧Python模块是Python中非常重要的概念之一,它允许我们将功能封装到可重复使用的单元中,并将其作为整体进行管理。

Python模块大大简化了代码的编写和管理,提供了更好的代码重用性、可维护性和可扩展性。

本文将介绍模块的概念、使用技巧和一些重要的Python 标准库模块的应用。

一、Python模块的概念Python模块是Python程序中一种封装单元,通常包含变量、函数和类等。

模块的目的是组织功能。

使用模块的好处之一是可以将代码分解为更易于管理和维护的部分。

模块还提供了一种简单且有效的方法,将代码进行代码复用,避免了重复编写代码。

在Python中,每个不同的.py文件都是一个模块。

Python中的模块分为两种:内置模块和外部模块。

内置模块是Python安装后就自带的模块,开发者可以直接导入使用,包括一些常用的模块,如os、sys 等。

外部模块则是需要开发者自己安装的,可以通过Python包管理工具pip来安装,如numpy、pandas等。

使用模块需要在Python文件中先导入。

Python提供了两种导入方式:import语句和from语句。

import语句将整个模块导入,from语句仅导入模块中的一个或多个部分。

下面是两种导入方式的示例代码:使用import导入模块:```pythonimport os#使用模块中的函数或变量os.getcwd()```使用from语句导入模块中的部分:```pythonfrom os import getcwd#直接使用导入的函数或变量名getcwd()```二、Python模块的使用技巧1.模块的组织模块的组织是模块使用的重要方面。

在组织模块时,应该始终考虑到代码重用性和可维护性。

模块树:在Python中,建立模块树可以更好地组织代码,使其更易于维护和扩展。

模块树的基本思想是让每个模块都依赖于其父模块,而所有父模块都依赖于它们的共同祖先。

总结程序功能模块实现和运行方法

总结程序功能模块实现和运行方法

总结程序功能模块实现和运行方法在软件开发中,程序功能模块的实现和运行方法是非常重要的环节。

一个良好设计和实现的功能模块不仅可以提高软件的性能和稳定性,还可以提升用户体验。

在本文中,我们将从不同的角度来探讨程序功能模块实现和运行方法,希望能为您带来一些启发。

1. 确定功能模块的需求在实现程序功能模块之前,首先需要明确功能需求。

这包括对功能模块的功能和性能指标的准确定义,以及对功能模块之间的交互关系和依赖关系的梳理。

只有明确了功能需求,才能更好地设计和实现功能模块。

2. 模块化设计在实际编码过程中,模块化设计非常重要。

模块化设计可以将复杂的问题分解成较小的问题,提高代码的可维护性和可扩展性。

每个功能模块应该具有清晰的接口和独立的功能,以便于单独测试和调试。

3. 合理选择技术栈在选取技术栈时,需要根据功能模块的具体需求和性能指标来选择。

有些功能模块可能需要高性能的计算,这时可以选择C++或者CUDA 进行开发;有些功能模块可能需要快速开发,这时可以选择Python 或者Node.js进行开发。

合理选择技术栈可以提高功能模块的开发效率和性能表现。

4. 优化算法和数据结构对于一些复杂的功能模块,可能会涉及到大量的计算和数据处理。

在这种情况下,优化算法和数据结构就显得尤为重要。

合理选择算法和数据结构可以有效提高程序的执行效率,降低资源消耗。

5. 异常处理和日志记录在实际运行过程中,功能模块可能会遇到各种异常情况,比如输入错误、网络异常等。

需要对这些异常情况进行合理处理,保证程序的稳定性。

记录日志也是十分重要的,可以帮助开发人员更好地了解程序的执行情况和排查问题。

总结在本文中,我们从需求分析、模块化设计、技术选择、算法优化、异常处理等方面对程序功能模块的实现和运行方法进行了探讨。

在实际开发中,这些方面都是相互关联的,需要综合考虑。

只有在各个方面做到合理设计和实现,才能保证功能模块的高质量和稳定性。

个人观点和理解在软件开发中,实现和运行功能模块需要我们综合考虑各个方面的因素,只有做到全面考虑,才能保证程序的质量和性能。

汇编语言源程序的运行过程

汇编语言源程序的运行过程

汇编语言源程序的运行过程汇编语言是一种低级语言,通过编写汇编语言源程序可以直接操作计算机硬件资源,实现各种功能。

本文将详细介绍汇编语言源程序的运行过程,包括预处理、汇编、链接和加载等几个阶段。

一、预处理在汇编语言源程序运行之前,需要进行预处理。

预处理器将处理源程序中的一些特殊命令,并根据这些命令进行相应的操作。

预处理器的主要功能包括宏定义、条件编译和文件包含等。

宏定义指的是使用一些特定的关键字定义一段代码,当程序中使用到这个宏时,预处理器会自动将宏展开成对应的代码。

这样可以大大简化程序的编写过程,提高代码的重用性。

条件编译指的是根据一些条件进行代码片段的选择性编译。

通过设置一些宏定义,可以选择性的编译某些代码,从而实现不同条件下的不同行为。

文件包含指的是将其他源文件的内容包含到当前的源文件中。

通过这种方式,可以将一些公共的代码提取出来,减少代码的冗余。

二、汇编经过预处理之后,源程序会进入汇编阶段。

在汇编阶段,汇编器将对源程序进行分析和转化,生成目标代码(或称为汇编代码)。

目标代码是一种与具体计算机硬件相关的中间代码,它由一系列的指令和操作数组成。

每个指令都对应着一条机器语言指令,用来告诉计算机硬件该执行哪些操作。

汇编语言中的指令通常是与硬件资源直接对应的,比如寄存器、内存地址等。

因此,在汇编阶段需要将汇编语言指令转化成机器语言指令。

三、链接在生成目标代码之后,需要进行链接。

链接的目的是将目标代码与其他目标代码或库文件进行合并,生成最终的可执行文件。

链接器主要完成两个任务:符号解析和地址重定位。

符号解析指的是将目标代码中引用的符号与定义的符号进行匹配。

在汇编语言中,符号通常是函数名、变量名等标识符。

地址重定位指的是将目标代码中的相对地址(相对于代码段或数据段的起始地址)转化为绝对地址(相对于整个内存空间的起始地址)。

通过符号解析和地址重定位,链接器能够将多个目标代码文件合并成一个可执行文件,并生成相应的符号表和重定位表等信息。

第2章 编写和运行模块

第2章 编写和运行模块
在版本 2.0 中,为了支持 SMP,current 是一个宏,扩展为 current_set[this_cpu]。优化了对 current 访问的 2.1.37 则将它的值存放在堆栈中,也就去掉了全局符号。 * 我这里使用了“本地” ,它是指个人对系统的修改,套用了 Unix 古老而优秀的传统/usr/local。
*
首先,在包含任何头文件前,我们需要在预处理器中定义符号__KERNEL__。这个符号用于 选择使用头文件的哪一部分。由于 libc 包含了这些头文件*,应用程序最终也会包含内核头 文件, 但应用程序不需要内核原型。 于是就用__KERNEL__符号和#ifdef 将那些额外的去掉。 将内核符号和宏开放给用户空间的程序会造成那个程序的名字空间污染。 如果你正在为一台 SMP(对称多处理器)机器编译,你还需要在包含内核头文件前定义__SMP__。这一要求 似乎有点不那么方便, 但一旦开放人员找到达成 SMP 透明的正确方法, 它就会逐渐消失的。 另一个很重要的符号就是 MODULE,必须在包含<linux/module.h>前定义这个符号。除非要 把设备驱动程序编译到内核映象中去,MODULE 应该总是定义了的。由于本书所涉及的驱 动程序都不是直接连编到内核中去的,它们都定义了这个符号。 由于头文件中的函数都是声明为 inline 的,模块编写者还必须给编译器指定-O 选项。gcc 只 有打开优化选项后才能扩展内嵌函数,不过它能同时接受 -g 和-O 选项,这样你就可以调试 那些内嵌函数的代码了*。 最后,为了防止发生令人不愉快的错误,我建议你使用 -Wall(全面报警)编译选项,并且 还要修改源码去除所有编译器给出的警告, 即便这样做会改变你已有的编程风格, 你也要这 么做。 所有我目前介绍的定义和选项都在 make 使用的 CFLAGS 变量中。 除了一个合适的 CFLAGS 变量外,将要编写的 Makefile 还需要一个将不同目标文件连接在 一起的规则。 这条规则仅当一个模块被分成若干个不同的源文件时才需要, 这种并非很不常 见。通过命令 ld -r 将模块连接在一起,这条命令虽然调用了连接器,但并没有连编操作。 这是因为输出还是一个目标文件,它是输入文件的混合。-r 选项的意思是“可重定位” ;输 出文件是可重定位的,这是因为它尚未嵌入绝对地址。 下面的 Makefile 实现了上述的所有功能,它能建立由两个源文件组成的模块。如果你的模 块是由一个源文件组成的,只要跳过包含 ld -r 的那项就可以了。 (代码) 上面文件中那个复杂的 install 规则将模块安装到一个版本相关的目录中,稍后将做解释。 Makefile 中的变量 VER 是从<linux/version.h>中截取的版本号。 模块编好了,接下来必须把它加载到内核中。正如我前面所说,insmod 就是完成这个工作 的。这个程序有点象 ld,它要将模块中未解析的符号连编到正在运行的内核的符号表中。 但 与连接器不同,它并不修改磁盘文件,而是修改内存映象。insmod 有很多命令选项(如果 想知道细节,可以看 man) ,可以在模块连编到内核前修改模块中的整数值和字符串值。因 此,如果一个模块设计得体,可以在加载时对其进行配置;加载时配置要比编译时配置更灵 活, 但不幸的是, 有时候仍然有人使用后者。 加载时配置将在本章的后面 “自动和手动配置” 小节中讲解。 感兴趣的读者可能想知道内核是怎样支持 insmod 的: 它依赖于 kernel/modulec.c 中定义的几 个系统调用。sys_create_module 为装载模块分配内存(这些内存是由 vmalloc 分配的,见第 7 章“获取内存” 中的“vmalloc 及其同胞” 一节) , 为了连编模块, 系统调用 get_kernel_syms 返回内核符号表, sys_init_module 将可重定位目标码复制到内核空间并调用模块的初始化函 数。 如果你看过了内核源码, 你就会发现系统调用的名字都有 sys_前缀。 所有系统调用都是这样, 其他函数并没有这个约定;当你在源码中查找系统调用时写虽然是无类别但很完整的模块。就是说,模块不属于任何第 1 章 “设备和模块的类别” 中罗列的类别中的任何一个。 本章中出现的设备驱动程序称为 skull, 是“Simple Kernel Utility for Loading Localities”的缩写。去掉这个模块提供的范例函数, 你 * 可以重用这个模块,向内核加载你自己的本地代码。 在我们介绍 init_module 和 cleanup_module 的作用之前,首先让我们写一个 Makefile 来编译 内核可以加载的目标代码。

软件工程运行模块设计方案

软件工程运行模块设计方案

软件工程运行模块设计方案一、需求分析在软件工程中,运行模块是指整个软件运行过程中的核心模块,它负责管理程序的执行流程、资源分配、错误处理等功能。

因此,设计一个高效稳定的运行模块是软件工程中极为重要的一部分。

在设计运行模块之前,需要对软件的需求进行充分的分析,明确软件的功能和性能需求,以及运行模块需要承担的责任和任务。

同时,还需要对软件的整体架构和其他模块的设计方案进行了解,以确保运行模块能够和其他模块协同工作。

二、功能设计1. 运行管理功能运行模块需要具有良好的运行管理能力,能够对程序的执行流程进行管理和控制。

它需要能够对程序进行启动、暂停、恢复、终止等操作,并能够进行资源的分配和回收。

同时,还需要具有错误处理功能,能够对程序运行中的错误进行捕获和处理,保证程序的稳定性和安全性。

2. 资源管理功能运行模块还需要能够对系统资源进行管理,包括内存、CPU、网络等资源。

它需要能够根据系统的负载情况和程序的需求进行资源的分配和优化,以提高程序的执行效率和性能。

3. 排程调度功能对于多任务系统,运行模块需要具备排程调度的能力,能够对多个任务进行合理的调度和分配。

它需要能够根据任务的优先级和执行情况进行合理的排程,以最大程度地提高系统的整体性能。

4. 并发控制功能在多线程系统中,运行模块需要能够对并发执行的多个线程进行控制和管理,确保线程之间的同步和互斥。

它需要能够提供合适的同步机制和互斥机制,以避免线程间的竞争和冲突。

5. 性能监控功能运行模块还需要能够对程序的运行情况进行监控和分析,包括CPU利用率、内存占用率、网络流量等指标。

它需要能够实时监控程序的性能指标,并能够对程序的性能进行评估和优化。

三、模块设计1. 运行管理模块运行管理模块负责对程序的执行流程进行管理和控制,包括程序的启动、暂停、恢复、终止等操作。

它需要能够捕获程序的错误和异常,并进行适当的处理。

同时,还需要能够对程序的资源进行管理,确保程序能够获得合适的资源支持。

易语言模块写法

易语言模块写法

易语言模块写法易语言模块是易语言程序开发中的一种重要组成部分,它允许程序员将代码组织成独立的模块,以便于代码的维护和重用。

模块可以包含函数、子程序、数据类型和变量等。

在易语言中,模块的定义使用MODULE关键字,模块的结束使用END MODULE关键字。

在模块的定义中,可以包含以下内容:•函数和子程序:模块可以包含函数和子程序,这些函数和子程序可以在模块内或模块外被调用。

•数据类型:模块可以定义自己的数据类型,这些数据类型可以在模块内或模块外使用。

•变量:模块可以定义自己的变量,这些变量可以在模块内或模块外使用。

模块的使用可以为程序员带来以下好处:•代码组织:模块可以将代码组织成独立的单元,便于代码的维护和重用。

•代码重用:模块可以将代码重用在不同的程序中,从而减少代码的重复编写。

•信息隐藏:模块可以将代码中的私有信息隐藏起来,防止其他程序员访问这些信息。

下面是一个简单的易语言模块示例:MODULE MyModuleFUNCTION Add(a AS INTEGER, b AS INTEGER) AS INTEGERRETURN a + bEND FUNCTIONSUB PrintMessage(message AS STRING)PRINT messageEND SUBEND MODULE在这个示例中,我们定义了一个名为MyModule的模块,在这个模块中,我们定义了一个名为Add的函数和一个名为PrintMessage的子程序。

函数Add用于计算两个整数的和,子程序PrintMessage用于打印一个字符串。

为了使用这个模块,我们可以使用IMPORT关键字将模块导入到我们的程序中。

例如,我们可以使用以下代码将MyModule模块导入到我们的程序中:IMPORT "MyModule.e"导入模块后,我们就可以使用模块中的函数和子程序了。

例如,我们可以使用以下代码调用函数Add:a = 1b = 2result = Add(a, b)调用子程序PrintMessage的代码如下:message = "Hello, world!"PrintMessage(message)总之,易语言模块是一种非常有用的工具,它可以帮助程序员组织代码、重用代码和隐藏信息。

Lua中的模块与module函数详解

Lua中的模块与module函数详解

Lua中的模块与module函数详解很快就要开始介绍Lua⾥的“⾯向对象”了,在此之前,我们先来了解⼀下Lua的模块。

1.编写⼀个简单的模块Lua的模块是什么东西呢?通常我们可以理解为是⼀个table,这个table⾥有⼀些变量、⼀些函数…等等,这不就是我们所熟悉的类吗?没错,和类很像(实际上我说不出它们的区别)。

我们来看看⼀个简单的模块,新建⼀个⽂件,命名为game.lua,代码如下:复制代码代码如下:game = {}function game.play()print("那么,开始吧");endfunction game.quit()print("你⾛吧,我保证你不会出事的,呵,呵呵");endreturn game;我们定义了⼀个table,并且给这个table加了两个字段,只不过这两个字段的值是函数⽽已。

⾄于如何使⽤模块,那就要⽤到我们之前介绍过的require了。

我们在main函数⾥这么使⽤:复制代码代码如下:local function main()cc.FileUtils:getInstance():addSearchPath("src")game = require("game");game.play();end注意,我们要require其他⽂件的时候,要把⽂件路径给设置好,否则会找不到⽂件。

因为我使⽤的是Cocos Code IDE,直接调⽤addSearchPath函数就可以了,我的game.lua⽂件是在src⽬录下的。

好了,运⾏代码,结果如下:复制代码代码如下:[LUA-print] 那么,开始吧OK,这就是⼀个很简单的模块,如果我们习惯了Java、C++等⾯向对象语⾔,那也可以简单地把模块理解为类。

2.为以后的⾃⼰偷懒——避免修改每个函数中的模块名假设我们想把刚刚的game模块改个名字,改成eatDaddyGame,那么,我们需要做以下两件事情:1).修改game.lua的⽂件名2).修改game.lua的内容,把所有的game改成eatDaddyGame⽬前的game.lua函数还算少,就两个,实际上⼀个模块的函数肯定不会少的,那么,要这么去改这些函数,太烦了。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第2章编写和运行模块非常高兴现在终于可以开始编程了。

本章将介绍模块编程和内核编程所需的所有必要的概念。

我们将要不多的篇幅来编写和运行一个完整的模块。

这种专业技术(expertise)是编写如何模块化设备驱动程序的基础。

为了避免一下子给你很多概念,本章仅介绍模块,不介绍任何类别的设备。

这里介绍的所有内核内容(函数,变量,头文件和宏)也将在本章最后的参考部分再次介绍。

如果你已经座不住了,下面的代码是一个完整的“Hello, World”模块(这个模块事实上并没什么功能)。

它可以在Linux 2.0或以上版本上编译通过,但不能低于或等于1.2,关于这一点本章将在稍后的部分解释*。

(代码)函数printk是由Linux内核定义的,功能与printf相似;模块可以调用printk,这是因为在insmod加载了模块后,模块就被连编到内核中了,也就可以调用内核的符号了。

字符串<1>是消息的优先级。

我之所以在模块中使用了高优先级是因为,如果你使用的是内核2.0.x和旧的klogd守护进程,默认优先级的消息可能不能显示在控制台上(关于这个问题,你可以暂且忽略,我们将在第4章,“调试技术”,的“Printk”*正如第1章,“Linux内核简介”,中所述,这个例子和本书中的所有其他例子都可以从O’Reilly的FTP小节中详细解释)。

通过执行insmod和rmmod命令,你可以试试这个模块,其过程如下面的屏幕输出所示。

注意,只有超级用户才能加载和卸载模块。

(代码)正如你所见,编写一个模块很容易。

通过本章我们将深入探讨这个内容。

模块与应用程序在深入探讨模块之前,很有必要先看一看内核模块与应用程序之间的区别。

一个应用从头到尾完成一个任务,而模块则是为以后处理某些请求而注册自己,完成这个任务后它的“主”函数就立即中止了。

换句话说就是,init_module()(模块的入口点)的任务就是为以后调用模块的函数做准备;这就好比模块在说,“我在这,这是我能做的。

”模块的第二个入口点,cleanup_module,仅当模块被下载前才被调用。

它应该跟内核说,“我不在这了,别再让我做任何事了。

”能够卸载也许是你最喜爱的模块化的特性之一,它可以让你减少开发时间;你无需每次都花很长的时间开机关机就可以测试你的设备驱动程序。

站点上下载。

作为一个程序员,你一定知道一个应用程序可以调用应用程序本身没有定义的函数:前后的连编过程可以用相应的函数库解析那些外部引用。

printf就是这样一个函数,它定义在libc中。

然而,内核要仅能连编到内核中,它能调用的仅是由内核开放出来的那些函数。

例如,上面的helllo.c中的printk 函数就是内核版的printf,并由内核开放给模块给使用;除了没有浮点支持外,它和原函数几乎一模一样。

如图2-1所示,它勾画了为了在运行的内核中加入新函数,是如何调用函数以及如何使用函数指针的。

由于没有库连接到模块中,源码文件不应该模块任何常规头文件。

与内核有关的所有内容都定义在目录/usr/include/linux 和/usr/include/asm下的头文件中。

在编译应用程序也会间接使用这些头文件;其中的内核代码通过#ifdef __KERNEL__保护起来。

这两个内核头文件目录通常都是到内核源码所在位置的符号连接。

如果你根本就想要整个内核源码,你至少还要这两个目录的头文件。

在比较新的内核中,你还可以在内核源码中发现net和scsi头文件目录,但很少有模块会需要这两个目录。

内核头文件的作用将稍后需要它们的地方再做介绍,内核模块与应用程序的另一个区别是,你得小心“名字空间污染”问题。

程序员在写小程序时,往往不注意程序的名字空间,但当这些小程序成为大程序的一部分时就会造成许多问题了。

名字空间污染是指当存在很多函数和全局变量时,它们的名字已不再富有足够的意义来很容易的区分彼此的问题。

不得不处理这种应用程序的程序员必须花很大的精力来单单记住这些“保留”名,并为新符号寻找新的唯一的名字。

如果在写内核代码时出现这样的错误,这对我们来说是无法忍受的,因为即便最小的模块也要连编到整个内核中。

防止名字空间污染的最佳方法是把所有你自己的符号都声明为static的,而且给所有的全局量加一个well-defined 前缀。

此外,你还可以通过声明一个符号表来避免使用static声明,这些内容将在本章的“注册符号表”小节中介绍。

即便是模块内的私有符号也最好使用选定的前缀,这样有时会减轻调试的工作。

通常,内核中使用的前缀都是小写的,今后我们将贯彻这一约定。

内核编程和应用程序编程的最后一个区别是如何处理失效:在应用程序开发期间,段违例是无害的,利用调试器可以轻松地跟踪到引起问题的错误之处,然而内核失效却是致命的,如果不是整个系统,至少对于当前进程是这样的。

我们将在第4章“调试系统失效”小节中介绍如何跟踪内核错误。

用户空间和内核空间本节的讨论概而言之就是,模块是在所谓的“内核空间”中运行的,而应用程序则是在“用户空间”中运行的。

这些都是操作系统理论的最基本概念。

事实上,操作系统的作用就是给程序提供一个计算机硬件的一致的视图。

此外,操作系统处理程序的独立操作,并防止对资源的未经授权的访问。

当且仅当CPU可以实现防止系统软件免受应用软件干扰的保护机制,这些不同寻常的工作才有可能实现。

每种现代处理器都能实现这种功能。

人们选择的方案是在CPU内部实现不同的操作模式(或级)。

不同的级有不同的作用,而且某些操作不允许在最低级使用;程序代码仅能通过有限数目的“门”从一个级切换到另一个级。

Unix系统就是充分利用这一硬件特性设计而成的,但它只使用了两级(与此不同,例如,Intel处理器就有四级)。

在Unix系统中,内核在最高级执行(也称为“管理员态”),在这一级任何操作就可以,而应用程序则执行在最低级(所谓的“用户态”),在这一级处理器禁止对硬件的直接访问和对内存的未授权访问。

正如前面所述,在谈到软件时,我们通常称执行态为“内核空间”和“用户空间”,它们分别引用不同的内存映射,也就是程序代码使用不同的“地址空间”。

Unix通过系统调用和硬件中断完成从用户空间到内核空间的控制转移。

执行系统调用的内核代码在进程的上下文上执行――它代表调用进程操作而且可以访问进程地址空间的数据。

但与此不同,处理中断的代码相对进程而言是异步的,而且与任何一个进程都无关。

模块的功能就是扩展内核的功能;运行在内核中的模块化的代码。

通常,一个设备驱动程序完成上面概括的两个任务:模块的某些函数做为系统调用执行,而某些函数则负责处理中断。

内核中的并发内核编程新手首先要问的问题之一就是多任务是如何管理的。

事实上,除了调度器之外,关于多任务并没有什么可以多说的,而且调度器也超出了程序员的一般活动范围。

你可能会遇到这些任务,除了掌握如下这些原则外,模块编写者无需了解多任务。

与串行的应用程序不同,内核是异步工作的,代表进程执行系统调用。

内核负责输入/输出以及系统内对每一个进程的资源管理。

内核(和模块)函数完全在一个线程中执行,除非它们要“睡眠”,否则通常都是在单个进程的上下文中执行――设备驱动程序应该能够通过交织不同任务的执行来支持并发。

例如,设备可能由两个不同的进程同时读取。

设备驱动程序串行地响应若干read调用,每一个都属于不同的进程。

由于代码需要区别不同的数据流,内核(以及设备驱动程序)必须维护内部数据结构以区分不同的操作。

这与一个学生学习交织在一起的若干门课程并非不无相似之处:每门课都有一个不同的笔记本。

解决多个访问问题的另一个方法就是避免它,禁止对设备的并发访问,但这种怠惰的技术根本不值的讨论。

当内核代码运行时,上下文切换不可能无意间发生,所以设备驱动程序无需是可重入的,除非它自己会调用schedule。

必须等待数据的函数可以调用sleep_on,这个函数接着又调用schedule。

不过你必须要小心,存在某些函数会无意导致睡眠,特别是任何对用户空间的访问。

利用“天然非抢占”特性不是什么好的方法。

我将在第5章,“字符设备驱动程序的扩展操作”的“编写可重入代码”小节中讲解可重入函数。

就对设备驱动程序的多个访问而言,有许多不同的途径来分离这些不同的访问,但都是依赖于任务相关的数据。

这种数据可以是全局内核变量或是传给设备驱动程序函数的进程相关参数。

最重要的用来跟踪进程的全局变量是current:一个指向struct task_struct结构的指针,在<linux/sched.h>中定义。

current指针指向当前正在运行的用户进程。

在系统调用执行期间,如open或read,当前进程就是调用这个调用的进程*。

如果需要的话,内核代码就*在版本2.0中,为了支持SMP,current是一个宏,扩展为current_set[this_cpu]。

优化了对current访问的2.1.37则将它的值存放在堆栈中,也就去掉了全局符号。

可以利用current使用进程相关信息。

第5章“设备文件的访问控制”小节中就有使用这种技术的例子。

编译器就象外部引用printk一样处理current。

模块可以在任何需要的地方引用current,insmod会在加载时解析出所有对它的引用。

例如,如下语句通过访问struct task_struct中的某些域打印当前进程的进程ID和命令名:(代码)存储在current->comm中的命令名是当前进程最后执行的可执行文件的基名。

编译和加载本章的剩下部分将介绍编写虽然是无类别但很完整的模块。

就是说,模块不属于任何第1章“设备和模块的类别”中罗列的类别中的任何一个。

本章中出现的设备驱动程序称为skull,是“Simple Kernel Utility for Loading Localities”的缩写。

去掉这个模块提供的范例函数,你可以重用这个模块,向内核加载你自己的本地代码。

*在我们介绍init_module和cleanup_module的作用之前,首先让我们写一个Makefile来编译内核可以加载的目标代码。

首先,在包含任何头文件前,我们需要在预处理器中定义符*我这里使用了“本地”,它是指个人对系统的修改,套用了Unix古老而优秀的传统/usr/local。

号__KERNEL__。

这个符号用于选择使用头文件的哪一部分。

由于libc包含了这些头文件*,应用程序最终也会包含内核头文件,但应用程序不需要内核原型。

于是就用__KERNEL__符号和#ifdef将那些额外的去掉。

将内核符号和宏开放给用户空间的程序会造成那个程序的名字空间污染。

如果你正在为一台SMP(对称多处理器)机器编译,你还需要在包含内核头文件前定义__SMP__。

相关文档
最新文档