Linux编程精要：内存管理与文件I/O

"这篇文档是Linux编程的学习笔记，主要涵盖了用户级内存管理、简单的文件I/O、进程管理和串口通信等内容，适合有一定C语言基础和Linux使用经验的读者。" 在Linux编程中，掌握用户级内存管理至关重要。内存分配函数如malloc(), calloc(), realloc() 和 free() 是C语言程序员必须熟悉的工具。malloc()用于动态分配内存，允许程序在运行时根据需要获取空间；calloc()则可以一次性分配指定数量的元素，并自动初始化为0；realloc()用于改变已分配内存块的大小，如果需要扩大内存，它会尝试在现有内存块附近找到空闲空间，若无法扩展，则会在堆的其他地方重新分配内存；最后，free()用于释放不再需要的内存，防止内存泄漏。 文件和文件I/O在Linux编程中扮演着核心角色。Linux/Unix采用基于文件描述符的I/O模型，一切皆文件的理念使得操作文件变得统一。文件描述符是每个打开文件的唯一标识，通过open()函数打开文件并获取描述符，close()用于关闭文件。read()和write()用于数据的读写，lseek()实现文件内部的随机访问。此外，还可以使用 creat() 创建新文件，fsync() 强制将缓冲区的数据写入磁盘，ftruncate() 设置文件长度。 进程管理是操作系统的基础，包括进程的创建（fork()）、进程身份的识别（getpid()和getppid()）、设置优先级（nice()）、启动新的执行体（exec()家族）、进程的正常或异常终止（return、exit()、_exit()、system()）以及等待子进程结束（wait()和waitpid()）。守护进程是不与终端关联的长期运行服务，通过一系列步骤如fork()、setsid()和chdir("/")来实现。进程间的简单通信如管道（pipe()）和命名管道（FIFO）也是进程协作的重要手段。 至于串口通信，它是计算机硬件接口，用于设备间的串行通信，如调制解调器、GPS设备等。在Linux下，串口通常被看作是一种特殊的文件，可以通过open()、read()、write()等函数进行操作，同时需要配置波特率、数据位、停止位和校验位等参数。 这些笔记内容是Linux程序员必备的基础知识，通过深入理解和实践，可以构建扎实的Linux系统编程能力。