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Friday, March 5, 2010

crontab 详解

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名称 : crontab

使用权限 : 所有使用者

使用方式 :

crontab [ -u user ] file
crontab [ -u user ] { -l | -r | -e }

说明 :
crontab 是用来让使用者在固定时间或固定间隔执行程序之用，换句话说，也就是类似使用者的时程表。-u user 是指设定指定 user 的时程表，这个前提是你必须要有其权限(比如说是 root)才能够指定他人的时程表。如果不使用 -u user 的话，就是表示设定自己的时程表。

餐数 :

-e : 执行文字编辑器来设定时程表，内定的文字编辑器是 VI，如果你想用别的文字编辑器，则请先设定 VISUAL 环境变数来指定使用那个文字编辑器(比如说 setenv VISUAL joe)
-r : 删除目前的时程表
-l : 列出目前的时程表

时程表的格式如下 :
f1 f2 f3 f4 f5 program

其中 f1 是表示分钟，f2 表示小时，f3 表示一个月份中的第几日，f4 表示月份，f5 表示一个星期中的第几天。program 表示要执行的程序。
当 f1 为 * 时表示每分钟都要执行 program，f2 为 * 时表示每小时都要执行程序，其馀类推
当 f1 为 a-b 时表示从第 a 分钟到第 b 分钟这段时间内要执行，f2 为 a-b 时表示从第 a 到第 b 小时都要执行，其馀类推
当 f1 为 */n 时表示每 n 分钟个时间间隔执行一次，f2 为 */n 表示每 n 小时个时间间隔执行一次，其馀类推
当 f1 为 a, b, c,... 时表示第 a, b, c,... 分钟要执行，f2 为 a, b, c,... 时表示第 a, b, c...个小时要执行，其馀类推

使用者也可以将所有的设定先存放在档案 file 中，用 crontab file 的方式来设定时程表。
例子 :

每月每天每小时的第 0 分钟执行一次 /bin/ls :
0 7 * * * /bin/ls

在 12 月内, 每天的早上 6 点到 12 点中，每隔 20 分钟执行一次 /usr/bin/backup :
0 6-12/3 * 12 * /usr/bin/backup

周一到周五每天下午 5:00 寄一封信给 alex@domain.name :
0 17 * * 1-5 mail -s "hi" alex@domain.name < /tmp/maildata

每月每天的午夜 0 点 20 分, 2 点 20 分, 4 点 20 分....执行 echo "haha"
20 0-23/2 * * * echo "haha"

注意 :

当程序在你所指定的时间执行后，系统会寄一封信给你，显示该程序执行的内容，若是你不希望收到这样的信，请在每一行空一格之后加上 > /dev/null 2>&1 即可

名称 : crontab

使用权限 : 所有使用者

使用方式 :

crontab [ -u user ] file
crontab [ -u user ] { -l | -r | -e }

说明 :
crontab 是用来让使用者在固定时间或固定间隔执行程序之用，换句话说，也就是类似使用者的时程表。-u user 是指设定指定 user 的时程表，这个前提是你必须要有其权限(比如说是 root)才能够指定他人的时程表。如果不使用 -u user 的话，就是表示设定自己的时程表。

餐数 :

-e : 执行文字编辑器来设定时程表，内定的文字编辑器是 VI，如果你想用别的文字编辑器，则请先设定 VISUAL 环境变数来指定使用那个文字编辑器(比如说 setenv VISUAL joe)
-r : 删除目前的时程表
-l : 列出目前的时程表

时程表的格式如下 :
f1 f2 f3 f4 f5 program

其中 f1 是表示分钟，f2 表示小时，f3 表示一个月份中的第几日，f4 表示月份，f5 表示一个星期中的第几天。program 表示要执行的程序。
当 f1 为 * 时表示每分钟都要执行 program，f2 为 * 时表示每小时都要执行程序，其馀类推
当 f1 为 a-b 时表示从第 a 分钟到第 b 分钟这段时间内要执行，f2 为 a-b 时表示从第 a 到第 b 小时都要执行，其馀类推
当 f1 为 */n 时表示每 n 分钟个时间间隔执行一次，f2 为 */n 表示每 n 小时个时间间隔执行一次，其馀类推
当 f1 为 a, b, c,... 时表示第 a, b, c,... 分钟要执行，f2 为 a, b, c,... 时表示第 a, b, c...个小时要执行，其馀类推

使用者也可以将所有的设定先存放在档案 file 中，用 crontab file 的方式来设定时程表。
例子 :

每月每天每小时的第 0 分钟执行一次 /bin/ls :
0 7 * * * /bin/ls

在 12 月内, 每天的早上 6 点到 12 点中，每隔 20 分钟执行一次 /usr/bin/backup :
0 6-12/3 * 12 * /usr/bin/backup

周一到周五每天下午 5:00 寄一封信给 alex@domain.name :
0 17 * * 1-5 mail -s "hi" alex@domain.name < /tmp/maildata

每月每天的午夜 0 点 20 分, 2 点 20 分, 4 点 20 分....执行 echo "haha"
20 0-23/2 * * * echo "haha"

注意 :

当程序在你所指定的时间执行后，系统会寄一封信给你，显示该程序执行的内容，若是你不希望收到这样的信，请在每一行空一格之后加上 > /dev/null 2>&1 即可

Friday, December 4, 2009

SELINUX从理解到动手配置

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SELINUX从理解到动手配置

http://www.xxlinux.com/linux/article/network/security/20090531/16821.html

SELinux 可以为你的系统提供较棒的安全防护。使用者能被分配预先定义好的角色，以便他们不能存取文件或者访问他们不拥有的程序。

Selinux的启用与关闭

编辑/etc/selinux/conf文件

SELINUX=enforcing（强制：违反了策略，你就无法继续操作下去）

Permissive（有效，但不强制：违反了策略的话它让你继续操作，但是把你的违反的内容记录下来）

Disabled（禁用）

禁用的另一种方式：在启动的时候，也可以通过传递参数selinux给内核来控制它

编辑/etc/grup.conf

title Red Hat Enterprise Linux Server (2.6.18-8.el5)

root (hd0,0)

kernel /vmlinuz-2.6.18-8.el5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet selinux=0

initrd /initrd-2.6.18-8.el5.img

SELINUXTYPE=targeted

此参数可选项：targeted和strice。分别是targeted只控制关键网络服务，strice控制所有的服务

查询selinux的状态

[root@linuxas ~]# /usr/sbin/getenforce

Enforcing

[root@linuxas ~]# sestatus -bv

SELinux status: enabled

SELinuxfs mount: /selinux

Current mode: enforcing

Mode from config file: enforcing

Policy version: 21

Policy from config file: targeted

查看selinux加载的内核模块

[root@linuxas selinux]# semodule -l

amavis 1.1.0

ccs 1.0.0

clamav 1.1.0

dcc 1.1.0

evolution 1.1.0

iscsid 1.0.0

mozilla 1.1.0

mplayer 1.1.0

nagios 1.1.0

oddjob 1.0.1

pcscd 1.0.0

pyzor 1.1.0

razor 1.1.0

ricci 1.0.0

smartmon 1.1.0

查看selinux错误日志

[root@linuxas selinux]# sealert -a /var/log/audit/audit.log

SElinux的图形化管理工具

[root@linuxas selinux]# system-config-selinux

Selinux的基本操作

查看文件：ls –Z（--context）

[root@linuxas ~]# ls -Z

drwx------ root root root:object_r:user_home_t Desktop

-rw------- root root system_u:object_r:user_home_t anaconda-ks.cfg

-rw-r--r-- root root root:object_r:user_home_t install.log

-rw-r--r-- root root root:object_r:user_home_t install.log.syslog

[root@linuxas ~]# ls --context

drwx------ root root root:object_r:user_home_t Desktop

-rw------- root root system_u:object_r:user_home_t anaconda-ks.cfg

-rw-r--r-- root root root:object_r:user_home_t install.log

-rw-r--r-- root root root:object_r:user_home_t install.log.syslog

查看文件系统的扩展属性：getfattr

[root@linuxas ~]# getfattr -m. -d /etc/passwd

getfattr: Removing leading '/' from absolute path names

# file: etc/passwd

security.selinux="system_u:object_r:etc_t:s0�00"

查看的文件的 security.selinux 属性中储存了此文件的安全上下文, 所以上面例子中的上下文就是 system_ubject_r:etc_t 。

所有运行了SE Linux的ext2/3文件系统上都有 security.selinux 这个属性。

更改文件的扩展属性标签：chcon （不能在 /proc 文件系统上使用，就是说 /proc 文件系统不支持这种标记的改变。）

[root@linuxas test]# ls --context aa.txt

-rw-r--r-- root root root:object_r:user_home_t aa.txt

[root@linuxas test]# chcon -t etc_t aa.txt

[root@linuxas test]# ls --context aa.txt

-rw-r--r-- root root root:object_r:etc_t aa.txt

恢复原来的文件标签: restorecon

[root@linuxas test]# restorecon aa.txt

[root@linuxas test]# ls -Z aa.txt

-rw-r--r-- root root user_u:object_r:user_home_t aa.txt

显示当前用户的Selinux context

[root@linuxas ~]# id -Z

root:system_r:unconfined_t:SystemLow-SystemHigh

runcon 使用特定的context来执行指令

[root@linuxas ~]# runcon -t user_home_t cat /etc/passwd

root:system_r:user_home_t:SystemLow-SystemHigh is not a valid context

查看某种服务是否受到SELinux的保护

[root@linuxas ~]# getsebool -a (RHEL4：inactive受保护，active不受保护；RHEL5：off受保护，on不受保护)

Tuesday, October 27, 2009

POSIX thread (pthread) libraries

Tuesday, September 8, 2009

英文Locale下使用中文输入法

如果你的locale设置为英文，并安装了中文输入法，但它工作不正常，那么本文是你需要的。本文只关注英文locale下的问题。

本文作者：chinakr

授权许可：

如果你在英文locale下，正确安装scim或fcitx后仍无法正常使用输入法，解决的方法如下：

sudo aptitude install im-switch

如果你用scim，运行

sudo im-switch -s scim -z all_ALL
im-switch -s scim -z all_ALL

如果你用fcitx，运行

sudo im-switch -s fcitx -z all_ALL
im-switch -s fcitx -z all_ALL

这样，以后你就可以任意locale（英文、法文、藏文、维吾尔文，等等）下使用你喜欢的输入法了。

其实im-switch不过是帮你修改了几个配置文件而已。如果你实在不想装im-switch，也可以手动修改配置文件（比如下面就是一个加入en locale支持的例子，不过小心，有省力的软件帮你配置不用，一定要自己手工改，会被别人说你在装B哦）。

编辑 /etc/gtk-2.0/gtk.immodules(如果存在的话) 或者 /usr/lib/gtk-2.0/2.10.0/immodule-files.d/libgtk2.0-0.immodules 文件，在xim 的 local 增加 en 也就是说：

"xim" "X Input Method" "gtk20" "/usr/share/locale" "ko:ja:th:zh"

改成

"xim" "X Input Method" "gtk20" "/usr/share/locale" "en:ko:ja:th:zh"

保存退出，重启后再进就ok了.

[编辑] fcitx输入法

1. 安装

sudo apt-get install fcitx

2. 设置环境变量

echo -e "export XMODIFIERS=@im=fcitx\nexport GTK_IM_MODULE=\"xim\"\nexport QT_IM_MODULE=\"xim\"\nfcitx &">>~/.profile

3. 重启X

4. 方块字

gedit --encoding gbk ~/.fcitx/config

显示字体(中)=*

改为：

显示字体(中)=AR PL UMing CN #填你喜欢的中文字体

在fcitx激活状态( Ctrl+Space )下按 Ctrl+5 启用配置，重启X亦可。

以下待整理

补充作者：aBiNg

声明：你必须知道你在执行什么，请慎重操作！

如果是像本人一样，在英文locale环境下，只使用fcitx作为默认输入法的五笔用户，可以考虑删除scim。

删除scim

sudo apt-get remove --purge scim-*
sudo apt-get autoremove
sudo apt-get install -f
注：系统自动清理时，会提示删除ubuntu-desktop以及个别语言包之类，请自行google，再作决定。

安装fcitx

sudo apt-get update
sudo apt-get install fcitx
注：有的源中的fcitx存有bug（能调出输入法，但中文无法输入），请自行到fcitx官网下载页下载，按照说明文档编译安装 。

设置中文输入环境

echo 'LC_CTYPE=zh_CN.UTF-8' | sudo tee - -a /etc/environment

保存你的所有工作，重启X（ctrl+alt+backspace）。

ctrl+space调出/隐藏fcitx界面。

注：有些桌面环境（比如Fluxbox）可能并不能自动启动fcitx，可以在相应的启动脚本中（比如Fluxbox的启动脚本位于 ~/.fluxbox/startup）加入启动命令（比如 fcitx &）。也有其它的启动方法，请google。

注意，在纯英文环境下（没有安装任何中文支持），可能做了如上修改后fcitx仍然显示方块，这就是你的电脑中没有生成cn环境，可能进行如下修改以生成cn环境。

sudo gvim /var/lib/locales/supported.d/zh

加入如下内容
zh_SG.UTF-8 UTF-8
zh_HK.UTF-8 UTF-8
zh_TW.UTF-8 UTF-8
zh_CN.UTF-8 UTF-8
zh_CN.GB2312 GB2312
zh_CN.GBK GBK
zh_CN.GB18030 GB18030
zh_HK.Big5 Big5
zh_TW.Big5 Big5

然后
sudo locale-gen
生成可能要几分钟，等等就行了，这样的话，在纯英文环境中fcitx也可正常显示状态栏上的文字了。

Friday, June 5, 2009

Linux关机命令详解

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Linux关机命令详解

其实halt就是调用shutdown -h。halt执行时﹐杀死应用进程﹐执行sync系统调用﹐ 文件系统写操作完成后就会停止内核。

在linux下一些常用的关机/重启命令有shutdown、halt、reboot、及init，它们都可以达到重启系统的目的，但每个命令的内部工作过程是不同的，通过本文的介绍，希望你可以更加灵活的运用各种关机命令。

1.shutdown

　　shutdown命令安全地将系统关机。有些用户会使用直接断掉电源的方式来关闭linux，这是十分危险的。因为linux与windows不同，其后台运行着许多进程，所以强制关机可能会导致进程的数据丢失﹐使系统处于不稳定的状态﹐甚至在有的系统中会损坏硬件设备。
而在系统关机前使用shutdown命令﹐系统管理员会通知所有登录的用户系统将要关闭。并且login指令会被冻结﹐即新的用户不能再登录。直接关机或者延迟一定的时间才关机都是可能的﹐还可能重启。这是由所有进程〔process〕都会收到系统所送达的信号〔signal）决定的。这让像vi之类的程序有时间储存目前正在编辑的文档﹐而像处理邮件〔mail〕和新闻〔news〕的程序则可以正常地离开等等。

　　shutdown执行它的工作是送信号〔signal〕给init程序﹐要求它改变runlevel。 Runlevel 0被用来停机〔halt〕﹐runlevel 6是用来重新激活〔reboot〕系统﹐
而runlevel 1则是被用来让系统进入管理工作可以进行的状态﹔这是预设的﹐假定没有-h也没有-r参数给shutdown。要想了解在停机〔halt〕或者重新开机〔reboot〕过程中做了哪些动作﹐你可以在这个文件/etc/inittab里看到这些runlevels相关的资料。

shutdown 参数说明:
[-t] 在改变到其它runlevel之前﹐告诉init多久以后关机。
[-r] 重启计算器。
[-k] 并不真正关机﹐只是送警告信号给每位登录者〔login〕。
[-h] 关机后关闭电源〔halt〕。
[-n] 不用init﹐而是自己来关机。不鼓励使用这个选项﹐而且该选项所产生的后果往
往不总是你所预期得到的。
[-c] cancel current process取消目前正在执行的关机程序。所以这个选项当然没有
时间参数﹐但是可以输入一个用来解释的讯息﹐而这信息将会送到每位使用者。
[-f] 在重启计算器〔reboot〕时忽略fsck。
[-F] 在重启计算器〔reboot〕时强迫fsck。
[-time] 设定关机〔shutdown〕前的时间。

2.halt----最简单的关机命令

　　其实halt就是调用shutdown -h。halt执行时﹐杀死应用进程﹐执行sync系统调用﹐ 文件系统写操作完成后就会停止内核。

参数说明:
[-n] 防止sync系统调用﹐它用在用fsck修补根分区之后﹐以阻止内核用老版本的超
级块〔superblock〕覆盖修补过的超级块。
[-w] 并不是真正的重启或关机﹐只是写wtmp〔/var/log/wtmp〕纪录。
[-d] 不写wtmp纪录〔已包含在选项[-n]中〕。
[-f] 没有调用shutdown而强制关机或重启。
[-i] 关机〔或重启〕前﹐关掉所有的网络接口。
[-p] 该选项为缺省选项。就是关机时调用poweroff。

3.reboot
　　reboot的工作过程差不多跟halt一样﹐不过它是引发主机重启﹐而halt是关机。它的参数与halt相差不多。

4.init
　　init是所有进程的祖先﹐它的进程号始终为1﹐所以发送TERM信号给init会终止所有的用户进程﹑守护进程等。shutdown 就是使用这种机制。init定义了8个运行级别(runlevel)，init 0为关机﹐init 1为重启。关于init可以长篇大论﹐这里就不再叙述。另外还有 telinit命令可以改变init的运行级别﹐比如﹐telinit -iS可使系统进入单用户模式﹐ 并且得不到使用shutdown时的信息和等待时间。

Saturday, May 9, 2009

Linux 操作系统集锦

Tuesday, May 5, 2009

Linux命令---添加删除用户

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Linux useradd : http://doc.linuxpk.com/301.html

useradd username -d /home/username -m

-m : 自动在home 下生成用户目录

userdel -r username

Sunday, May 3, 2009

Linux 命令

Thursday, April 9, 2009

Tail for windows

Monday, March 30, 2009

linux常用命令之bash 入门指南

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linux常用命令之bash 入门指南
1 什么是Bash 什么是Shell
　　Bash 是 GNU Bourne-Again SHell，是目前大多数Linux发行版采用的Shell。
　　Shell 是 *nix提供给用户使用的界面。
　　一个操作系统的底层是独立运行的，用户界面和底层分开，可以最大限度的保证系统稳定。Shell就是一个特殊的程序，负责接受用户的命令，并把系统的响应返回给用户。
　　Bash Shell一般不需要自己安装，在安装发行版的同时都会安装好。
　　Shell的存在是和登陆相关的，从用户名密码验证通过以后，Shell就启动了，知道你退出，Shell就结束了运行。
　　除了Bash Shell之外，还有很多其他的Shell。

2 Linux的文件、目录、程序
　　Linux的文件、目录、程序是使用bash操作的主要对象。有必要事先了解一下文件、目录和程序的概念
　　文件
　　Linux中一切都是文件、普通的文件、设备文件、管道也是文件的形式。一切操作都是文件为基础的。DOS操作系统早期也是模拟这种方式，不过有很多漏洞(比如C:\con\con会蓝屏)
　　文件是有属性的，有一个属性表示这个文件是不是目录，有3个属性表示这个文件的访问权限，还有一些表示从这个文件派生出的文件属性。
　　目录
　　目录是管理文件的手段，不同的文件要分门别类才容易找到。严格的说，目录也是一种文件，是具有目录属性的文件。
　　文件和目录都有所有者和所有组。叫UID和GID，对应的，有3个属性表示相应的权限。后面写到ls和chmod有详细地说明。
　　程序
　　程序是可以执行的代码，有些是直接交给内核或者CPU执行的，有些是通过其他程序执行的(解释脚本)，可以运行的程序都有一个可执行的属性。

3 简单的命令 ls cp mv mkdir rm chown chmod
　　前面说了一些枯燥的概念，现在趁着看官还没有烦躁，开始实际操作的例子。
　　QUOTE:
　　Last login: Mon Aug 14 21:52:47 2006 from 61.149.202.143
　　[root@CERNET ~]#
　　这就是bash登陆后的样子。#井号是root特权用户的提示符号，一般用户提示符是$符号。
　　现在输入ls，列出当前目录的内容
　　QUOTE:
　　[root@CERNET ~]# ls
　　anaconda-ks.cfg install.log.syslog log4cplus-1.0.2 MceMonitor-install-files.tgz.md5sum vmstat_monitor
　　Ice-3.0.1 jwsmtp-1.32.11 log4cplus-1.0.2.tar.gz memcached-1.1.12 wuhan.sh
　　Ice-3.0.1.tar.gz jwsmtp-1.32.11.tar.gz login_keepalived memcached-1.1.12.tar.gz
　　ids.sh libevent-0.8 MceMonitor sar.log
　　install.log libevent-0.8.tar.gz MceMonitor-install-files.tgz tmp
　　再输入cd /，把当前目录改为根目录
　　QUOTE:
　　[root@CERNET /]# ls
　　bin data etc home lib media mnt proc sbin srv tmp var
　　boot dev eth1.route initrd lost+found misc opt root selinux sys usr
　　相信你的Linux一定是有颜色的，呵呵。
　　现在回到原来的目录(刚登陆的时候那个目录叫用户主目录)，然后新建一个目录叫aaa。
　　QUOTE:
　　[root@CERNET /]# cd ~
　　[root@CERNET ~]# mkdir aaa
　　[root@CERNET aaa]#
　　~表示用户的主目录，mkdir是建立目录的命令，还可以这样用
　　mkdir {aaa,bbb,ccc,ddd} 会同时建立4个目录
　　mkdir -p ~/aaa/bbb/ccc/ddd/eee 这样在前面目录不存在的时候，会自动建立。

Tuesday, March 24, 2009

GRUB安装,配置及使用汇总

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转自：http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=48795

(一)安装linux时安装grub.
安装redhat linux时会提示安装引导程序,如果选择grub为引导程序,建议把grub安装到硬盘的引导扇区MBR.grub 还可以引导其它操作系统，如 FreeBSD、NetBSD、OpenBSD、 GNU HURD 和 DOS，以及 Windows 95、98、NT、2000、XP。
(二)grub的配置
一旦选择了grub为引导程序,下面我们来了解一下它的配置.
/boot/grub/grub.conf是grub产生一个引导选择菜单以及设置一些选项.下面是我的grub.conf:
#==========例子开始==========
# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE: You have a /boot partition. This means that
# all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
# root (hd0,6)
# kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/hda10
# initrd /initrd-version.img
#boot=/dev/hda
default=0
timeout=10
splashimage=(hd0,6)/grub/splash.xpm.gz
# --> Redhat Linux 8.0 <--
title Red Hat Linux (2.4.18-14)
root (hd0,6)
kernel /vmlinuz-2.4.18-14 ro root=LABEL=/
initrd /initrd-2.4.18-14.img
# --> Microsoft Windows XP <--
title Microsoft Windows XP
rootnoverify (hd0,0)
chainloader +1
#===========例子结束==========
配置选项解释:
以"#"开头的是注释行.
我这里有两个操作系统,分别是Red Hat Linux和Microsoft Windows XP.
其中 timeout标识默认等待时间,我这设置为10秒,超过10秒用户还没作出选择的话,将自动选择默认的操作系统(我这里默认的是Redhat linux 8.0)
默认的操作系统是由default一项来控制的,default后的数字表明第几个是默认的,这里0表示第一个,1表示第二个.所以如果你想修改默认的操作系统,就修改default后的数字.
title一项是设置操作系统的名称,grub不支持中文(有点遗憾).
splashimage一项指定grub界面的背景图片,有兴趣的朋友可以修改grub的背景哦!
root (hd0,6) 标识从第一个硬盘,第7个分区来启动搜索引导内核.注意这儿的root与linux的root分区不同,此root非彼root也!grub的硬盘标识方法与linux的有点不同.在linux中第一个主分区为hda1,第二个主分区为hda1,第一个逻辑分区为hda5,而在grub中是以 (hdx,y)来标识的,如第一个主分区为(hd0,0)第一个逻辑分区为(hd0,1)依此类推.所以这儿root后面的是你的/boot所在分区标识.
知道了内核在哪儿，还要具体指出哪个文件是内核文件，这就是kernel的工作。
kernel /vmlinuz- 2.2.18-14 ro root=LABEL=/.说明/boot/vmlinuz-2.2.18-14 就是要载入的内核。后面的都是传递给内核的参数。ro是以readonly的意思。注意我这里内核前面的路径是"/",因为我的boot单独分了一个区,如果你没有为boot单独分区,那么内核前面的路径就是"/boot".
initrd用来初始的linux image，并设置相应的参数
再来看一看windows的定义段吧。
这里，我添加了一项来引导 WindowsXP。要完成此操作，GRUB 使用了"链式装入器"(chainloader)。链式装入器从分区 (hd0,0) 的引导记录中装入 winXP 自己的引导装入器，然后引导它。这就是这种技术叫做链式装入的原因 -- 它创建了一个从引导装入器到另一个的链。这种链式装入技术可以用于引导任何版本的 DOS 或 Windows。如果你在计算机中装有 win98,winme,win2k,winxp的话,chainloader会把引导权交与win的NTLoader来引导.
(三)Grub启动盘的制作
要制作引导盘，需执行一些简单的步骤。首先，在新的软盘上创建 ext2 文件系统。然后，将其安装，并将一些 GRUB 文件复制到该文件系统，最后运行 "grub" 程序，它将负责设置软盘的引导扇区。
将一张空盘插入 1.44MB 软驱，输入：
# mke2fs /dev/fd0
创建了 ext2 文件系统后，需要安装该文件系统：
# mount /dev/fd0 /mnt/floppy
现在，需要创建一些目录，并将一些关键文件（原先安装 GRUB 时已安装了这些文件）复制到软盘：
# mkdir /mnt/floppy/boot
# mkdir /mnt/floppy/boot/grub
# cp /boot/grub/stage1 /mnt/floppy/boot/grub
# cp /boot/grub/stage2 /mnt/floppy/boot/grub
再有一个步骤，就能得到可用的引导盘。
在 linux bash中，从 root 用户运行"grub"，该程序非常有趣并值得注意，因为它实际上是 GRUB 引导装入器的半功能性版本。尽管 Linux 已经启动并正在运行，您仍可以运行 GRUB 并执行某些任务，而且其界面与使用 GRUB 引导盘或将 GRUB 安装到硬盘 MBR 时看到的界面(即GRUB控制台)完全相同。
在 grub> 提示符处，输入：
grub> root (fd0)
grub> setup (fd0)
grub> quit
现在，引导盘完成了。
(四).恢复被windows破坏的grub.
如果你用grub来引导linux和windows,当windows出毛病重新安装后,会破坏MBR中的grub,这时需要恢复grub.
1.把linux安装光盘的第一张放到光驱，然后重新启动机器，在BOIS中把系统用光驱来引导。
2.等安装界面出来后，按［F4］键，也就是linux rescue模式。
3.一系列键盘以及几项简单的配制，过后就［继续］了。。。这个过程，我不说了，比较简单。
4.然后会出现这样的提示符:
sh#
5.我们就可以操作GRUB了.输入grub:
sh#grub
会出现这样的提示符:
grub>
我们就可以在这样的字符后面，输入:
grub>root (hdX,Y)
grub>setup (hd0)
如果成功会有一个successful......
这里的X，如果是一个盘，就是0，如果你所安装的linux的根分区在第二个硬盘上，那X就是1了；Y，就是装有linux系统所在的根分区。 setup (hd0)就是把GRUB写到硬盘的MBR上。
(五).用NTLoader来引导linux.
如果你在安装linux时没有选择安装grub,不必着急,现在我们来看看如何在安装linux后安装grub.并用windows的NTLoader来引导linux.
1. 安装grub
我用的grub是Redhat8.0带的grub安装包: grub-0.92-7.rpm
安装: rpm -ivh grub-0.92-7.rpm
其他安装方式也一样,只要你安装上grub就行了.RH8缺省用的grub, 1,2步骤可以省了.
2. 建立grub的环境
cp /usr/share/grub/i386-pc/* /boot/grub
3. 生成grub的配置文件/boot/grub/menu.conf
按照上面所讲的grub.conf来生成一个配置文件.
注意了, 这里我的linux在/dev/hda4,所以menu.conf那些分区位置为(hd0,3),
你的可能不一样了,不能完全照着"画瓢"噢! 下面第3步install的中的分区位置也应该和你的系统一致.
3. 安装grub至Linux分区boot
将grub的stage1安装到/dev/hda4的boot扇区(hd0,3). 过程如下:
/sbin/grub (运行grub)
grub> install (hd0,3)/boot/grub/stage1 d (hd0,3) (hd0,3)/boot/grub/stage2 p (hd0,3)/boot/grub/menu.conf
(注意,上面"grub>"为grub的提示符,其后内容写在一行上.)
4. 取得grub的boot信息
过程如下:
dd if=/dev/hda4 of=/grub.lnx bs=512 count=1
这样得到grub的引导信息,只要用NT Loader来加载它就行了.
5. 将上面得到的grub.lnx弄到Windows的C盘根目录下
可以先把grub.lnx弄得软盘上,然后启动windows,拷贝到C:\; 情况允许也可以直接在Linux下拷贝到C:了. 我的C盘(即设备/dev/hda1)为FAT32, 可以直接从Linux下弄过去了. 如下:
mount -t vfat /dev/hda1 /mnt/c
cp /grub.lnx /mnt/c
umount /mnt/c
6. 修改NT Loader的boot.ini
在其中加入一行: C:\grub.lnx="Redhat Linux - GRUB"
加入后boot.ini的内容如下:
[boot loader]
timeout=15
default=C:\boot.lnx
[operating systems]
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /fastdetect
[VGA mode]" /basevideo /sos
C:\grub.lnx="Redhat Linux - GRUB"
OK. 可以用NT Loader加载Linux了, 其实上面过程基本上和用NT Loader加载LILO一样.其基本思想就是用NT Loader来加载LILO或grub的引导区(grub.lnx), 其中的关键就是LILO或grub的引导区的获取.
(六)活用grub的交互功能
grub具有强大的交互功能.学会了将会使你受益非浅!
1.grub没有显示菜单怎么办?
当开机后进入grub界面但没了菜单,只剩下一个grub>提示符,怎么启动呢?别急,看下面:
grub>cat (hd0,6)/boot/grub/grub.conf (为了看参数)
grub>root (hd0,6)
grub>kernel (hd0,6)/vmlinuz-2.4.18-14 ro root=LABEL=/
grub>initrd (hd0,6)/initrd-2.4.18-14.img
grub>boot
OK!启动了吧!以上有些数字要根据你的实际情况更改.
以上这个方法也可以用于测试新编译的内核.
2.进入单用户模式.
有时不小心把root用户密码忘了,只能进入单用户模式来重新设置root密码.方法如下:
开机进入grub界面,按C进入命令行模式,然后按照上面的方法进行,只是在第三步要在后面加入single参数.

Friday, March 6, 2009

Bash中的command substitution

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转自: http://blog.chinaunix.net/u2/72383/showart_1088939.html
Bash中的command substitution
bash中的命令替换有两种方法：
(1) $(command)
(2) `command`

在``里，可以使用backslash字符，且只有它后面紧跟'$' '`' '\'时，baskslash才有转义效果。
manuan里面说$里的内容全都是应该当作command的内容，不允许有特殊功能字符出现，我就纳闷了，
echo $(cat $(echo "1.h")) 就是合法的命令，如果$的括号内不不允许特殊功能字符，那$是吃屎的阿。所以manual里面的有些话不敢信。这就是nested 命令

echo `cat \`echo "1.h"\`` 也可以达到同样的效果，结果就是将文件1.h的内容打印出来了。

在脚本中进行命令替换要注意一点，如下脚本中：
test.sh内容：
`echo "haha"`
表面挂上看是合法的，但是非法的，因为他与
echo "haha"
是不一样的，前者将命令执行时向stdout的输出作为命令结果并直接在校本中将命令替换成haha。然后脚本解释器就会报错，无法识别haha。而后者不一样，它直接执行，并将结果直接写到标准输出了。这就是在校本中调用echo和通过命令替换调用echo的区别，当然$(echo "haha")也会出同样的错误。

因此命令替换不能孤单的放在那里，必须加上别的命令去处理它。

How-to：Linux入门之阅读man手册页

1 什么是man手册

首先，man是manual的简称，中文说法可以是手册。

在Linux世界中，许多新手请教某条命令的用法时，好多不耐心的老手通常会用一条命令来回答这位无助的新手，而这条命令通常
就是man开头。无助的新手敲上这条命令一看究竟，在终端上顿时显示出来了一屏幕的英文，
老手的意思是，自己看看手册吗，可是看手册也是有学问的，无助的新手甚
至不知道怎么退出这条命令呢。下面我们就来讲解一下看man手册的学问。

2 从man手册中获取有用的信息

我们先以mkdir命令来解释读man手册的一些入门知识。


MKDIR(1)                              FSF                             MKDIR(1)

NAME
      mkdir - make directories

SYNOPSIS
      mkdir [OPTION] DIRECTORY...

DESCRIPTION
      Create the DIRECTORY(ies), if they do not already exist.

      Mandatory  arguments  to  long  options are mandatory for short options
      too.

      -m, --mode=MODE
             set permission mode (as in chmod), not rwxrwxrwx - umask

      -p, --parents
             no error if existing, make parent directories as needed

      -v, --verbose
             print a message for each created directory

      --help display this help and exit

      --version
             output version information and exit

AUTHOR
      Written by David MacKenzie.

REPORTING BUGS
      Report bugs to .

COPYRIGHT
      Copyright ? 2002 Free Software Foundation, Inc.
      This is free software; see the source for copying conditions.  There is
      NO  warranty;  not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
      PURPOSE.

SEE ALSO
      The full documentation for mkdir is maintained as a Texinfo manual.  If
      the  info  and  mkdir programs are properly installed at your site, the
      command

             info mkdir

      should give you access to the complete manual.

首先第一行 MKDIR(1)，显然，MKDIR是命令的大写，那么为什么有个(1)呢，那是因为man手册页有如下的规定：

Section	名称	说明
l	本地文档	与本特定系统有关的
1	用户命令	可由任何人启动的
2	系统调用	即由内核提供的函数
3	例程	即库函数
4	设备	即/dev目录下的特殊文件
5	文件格式描述	例如/etc/passwd
6	游戏	不用解释啦
7	杂项	例如宏命令包、惯例等
8	系统管理员工具	只能由root启动
9	其他（Linux特定的）	用来存放内核例行程序的文档
n	新文档	可能要移到更适合的领域
o	老文档	可能会在一段期限内保留

MKDIR(1)表示该命令属于Section 1，为用户命令，类似的man
apt-get会看到APT-GET(8)，表示apt-get命令为系统管理工具。

“NAME”部分是该命令的名字和简单的解释，显然，在命令行中要执行该命令要使用到它的名称。

“SNOPSIS”是摘要部分，简要解释该命令如何使用，比如mkdir的摘要：
mkdir [OPTION] DIRECTORY…，读到这里便需要讲解一下了：

“OPTIONS”左右有”[“和”]”，表示这些参数并不必须，但是可以使用。对应的DIRECTORY两边没有”[]”，就是必须要加的参数了。
另外，它们后面都有”…” ，表示这些参数可以重复使用多次。至于OPTIONS具体怎么用，就要看DESCRIPTION部分了。下面举几个简单的例子，并配合例子解释：

用法	解释
mkdir tmp	创建 tmp 目录
mkdir –mode=a+w tmp	创建一个模式为“a+w”的tmp目录，–mode是长参数，用法是–mode=MODE，在DESCRIPTION里说明
mkdir -m a+w tmp	创建一个模式为“a+w”的tmp目录，-m 是短参数，不用加 = 号，效果等同 –mode=MODE
mkdir -mv a+w tmp	创建一个模式为“a+w”的tmp目录，同时显示信息，verbose模式，-mv可以一起用
mkdir -v -m a+w tmp	创建一个模式为“a+w”的tmp目录，同时显示信息，verbose模式，-v后面接一个空格再用-m

3 man手册页的操作

3.1 退出man

最简单，按下“q”键

3.2 查找

如果你知道要打开的手册页，在man命令打开的手册页中可以用
“/” 键进行正则表达式的搜索。

如果不知道所要打开的手册页名称，可以用 “man
-k”命令搜索相关的手册页，比如：

man -k postscript

会给出一堆关于“postscript”的相关命令页。

3.3 打印

最简单的办法，以mkdir为例：

man -t mkdir > mkdir_man.ps

可以直接打印ps，打算发给别人打印的话，转换成pdf也比较方便：

ps2pdf mkdir_man.ps mkdir_man.pdf

Thursday, March 5, 2009

Shell编程基础

find 例子集锦

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查找特定文件中的特定字符串
find . -name "*.cpp" | xargs grep "new"

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Thursday, January 22, 2009

嵌入式系统 Boot Loader 技术内幕

2003 年 12 月 01 日

本文详细地介绍了基于嵌入式系统中的 OS 启动加载程序 ―― Boot Loader 的概念、软件设计的主要任务以及结构框架等内容。

1. 引言

在专用的嵌入式板子运行 GNU/Linux 系统已经变得越来越流行。一个嵌入式 Linux 系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：

1. 引导加载程序。包括固化在固件(firmware)中的 boot 代码(可选)，和 Boot Loader 两大部分。

2. Linux 内核。特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。

3. 文件系统。包括根文件系统和建立于 Flash 内存设备之上文件系统。通常用 ram disk 来作为 root fs。

4. 用户应用程序。特定于用户的应用程序。有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。常用的嵌入式 GUI 有：MicroWindows 和 MiniGUI 懂。

引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。回忆一下 PC 的体系结构我们可以知道，PC 机中的引导加载程序由 BIOS(其本质就是一段固件程序)和位于硬盘 MBR 中的 OS Boot Loader（比如，LILO 和 GRUB 等）一起组成。BIOS 在完成硬件检测和资源分配后，将硬盘 MBR 中的 Boot Loader 读到系统的 RAM 中，然后将控制权交给 OS Boot Loader。Boot Loader 的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到 RAM 中，然后跳转到内核的入口点去运行，也即开始启动操作系统。

而在嵌入式系统中，通常并没有像 BIOS 那样的固件程序（注，有的嵌入式 CPU 也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由 Boot Loader 来完成。比如在一个基于 ARM7TDMI core 的嵌入式系统中，系统在上电或复位时通常都从地址 0x00000000 处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的 Boot Loader 程序。

本文将从 Boot Loader 的概念、Boot Loader 的主要任务、Boot Loader 的框架结构以及 Boot Loader 的安装等四个方面来讨论嵌入式系统的 Boot Loader。

2. Boot Loader 的概念

简单地说，Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

通常，Boot Loader 是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一个通用的 Boot Loader 几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对 Boot Loader 归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的 Boot Loader 设计与实现。

1. Boot Loader 所支持的 CPU 和嵌入式板

每种不同的 CPU 体系结构都有不同的 Boot Loader。有些 Boot Loader 也支持多种体系结构的 CPU，比如 U-Boot 就同时支持 ARM 体系结构和MIPS 体系结构。除了依赖于 CPU 的体系结构外，Boot Loader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。这也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们是基于同一种 CPU 而构建的，要想让运行在一块板子上的 Boot Loader 程序也能运行在另一块板子上，通常也都需要修改 Boot Loader 的源程序。

2. Boot Loader 的安装媒介（Installation Medium）

系统加电或复位后，所有的 CPU 通常都从某个由 CPU 制造商预先安排的地址上取指令。比如，基于 ARM7TDMI core 的 CPU 在复位时通常都从地址 0x00000000 取它的第一条指令。而基于 CPU 构建的嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备(比如：ROM、EEPROM 或 FLASH 等)被映射到这个预先安排的地址上。因此在系统加电后，CPU 将首先执行 Boot Loader 程序。

下图1就是一个同时装有 Boot Loader、内核的启动参数、内核映像和根文件系统映像的固态存储设备的典型空间分配结构图。

3. 用来控制 Boot Loader 的设备或机制

主机和目标机之间一般通过串口建立连接，Boot Loader 软件在执行时通常会通过串口来进行 I/O，比如：输出打印信息到串口，从串口读取用户控制字符等。

4. Boot Loader 的启动过程是单阶段（Single Stage）还是多阶段（Multi-Stage）

通常多阶段的 Boot Loader 能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。从固态存储设备上启动的 Boot Loader 大多都是 2 阶段的启动过程，也即启动过程可以分为 stage 1 和 stage 2 两部分。而至于在 stage 1 和 stage 2 具体完成哪些任务将在下面讨论。

5. Boot Loader 的操作模式 (Operation Mode)

大多数 Boot Loader 都包含两种不同的操作模式："启动加载"模式和"下载"模式，这种区别仅对于开发人员才有意义。但从最终用户的角度看，Boot Loader 的作用就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。

启动加载（Boot loading）模式：这种模式也称为"自主" （Autonomous）模式。也即 Boot Loader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户的介入。这种模式是 Boot Loader 的正常工作模式，因此在嵌入式产品发布的时侯，Boot Loader 显然必须工作在这种模式下。

下载（Downloading）模式：在这种模式下，目标机上的 Boot Loader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机（Host）下载文件，比如：下载内核映像和根文件系统映像等。从主机下载的文件通常首先被 Boot Loader 保存到目标机的 RAM 中，然后再被 Boot Loader 写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中。Boot Loader 的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用；此外，以后的系统更新也会使用 Boot Loader 的这种工作模式。工作于这种模式下的 Boot Loader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接口。

像 Blob 或 U-Boot 等这样功能强大的 Boot Loader 通常同时支持这两种工作模式，而且允许用户在这两种工作模式之间进行切换。比如，Blob 在启动时处于正常的启动加载模式，但是它会延时 10 秒等待终端用户按下任意键而将 blob 切换到下载模式。如果在 10 秒内没有用户按键，则 blob 继续启动 Linux 内核。

6. BootLoader 与主机之间进行文件传输所用的通信设备及协议

最常见的情况就是，目标机上的 Boot Loader 通过串口与主机之间进行文件传输，传输协议通常是 xmodem／ymodem／zmodem 协议中的一种。但是，串口传输的速度是有限的，因此通过以太网连接并借助 TFTP 协议来下载文件是个更好的选择。

此外，在论及这个话题时，主机方所用的软件也要考虑。比如，在通过以太网连接和 TFTP 协议来下载文件时，主机方必须有一个软件用来的提供 TFTP 服务。

在讨论了 BootLoader 的上述概念后，下面我们来具体看看 BootLoader 的应该完成哪些任务。

3. Boot Loader 的主要任务与典型结构框架

在继续本节的讨论之前，首先我们做一个假定，那就是：假定内核映像与根文件系统映像都被加载到 RAM 中运行。之所以提出这样一个假设前提是因为，在嵌入式系统中内核映像与根文件系统映像也可以直接在 ROM 或 Flash 这样的固态存储设备中直接运行。但这种做法无疑是以运行速度的牺牲为代价的。

从操作系统的角度看，Boot Loader 的总目标就是正确地调用内核来执行。

另外，由于 Boot Loader 的实现依赖于 CPU 的体系结构，因此大多数 Boot Loader 都分为 stage1 和 stage2 两大部分。依赖于 CPU 体系结构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在 stage1 中，而且通常都用汇编语言来实现，以达到短小精悍的目的。而 stage2 则通常用C语言来实现，这样可以实现给复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。

Boot Loader 的 stage1 通常包括以下步骤(以执行的先后顺序)：

硬件设备初始化。
为加载 Boot Loader 的 stage2 准备 RAM 空间。
拷贝 Boot Loader 的 stage2 到 RAM 空间中。
设置好堆栈。
跳转到 stage2 的 C 入口点。

Boot Loader 的 stage2 通常包括以下步骤(以执行的先后顺序)：

初始化本阶段要使用到的硬件设备。
检测系统内存映射(memory map)。
将 kernel 映像和根文件系统映像从 flash 上读到 RAM 空间中。
为内核设置启动参数。
调用内核。

3.1 Boot Loader 的 stage1

3.1.1 基本的硬件初始化

这是 Boot Loader 一开始就执行的操作，其目的是为 stage2 的执行以及随后的 kernel 的执行准备好一些基本的硬件环境。它通常包括以下步骤（以执行的先后顺序）：

1． 屏蔽所有的中断。为中断提供服务通常是 OS 设备驱动程序的责任，因此在 Boot Loader 的执行全过程中可以不必响应任何中断。中断屏蔽可以通过写 CPU 的中断屏蔽寄存器或状态寄存器（比如 ARM 的 CPSR 寄存器）来完成。

2． 设置 CPU 的速度和时钟频率。

3． RAM 初始化。包括正确地设置系统的内存控制器的功能寄存器以及各内存库控制寄存器等。

4． 初始化 LED。典型地，通过 GPIO 来驱动 LED，其目的是表明系统的状态是 OK 还是 Error。如果板子上没有 LED，那么也可以通过初始化 UART 向串口打印 Boot Loader 的 Logo 字符信息来完成这一点。

5． 关闭 CPU 内部指令／数据 cache。

3.1.2 为加载 stage2 准备 RAM 空间

为了获得更快的执行速度，通常把 stage2 加载到 RAM 空间中来执行，因此必须为加载 Boot Loader 的 stage2 准备好一段可用的 RAM 空间范围。

由于 stage2 通常是 C 语言执行代码，因此在考虑空间大小时，除了 stage2 可执行映象的大小外，还必须把堆栈空间也考虑进来。此外，空间大小最好是 memory page 大小(通常是 4KB)的倍数。一般而言，1M 的 RAM 空间已经足够了。具体的地址范围可以任意安排，比如 blob 就将它的 stage2 可执行映像安排到从系统 RAM 起始地址 0xc0200000 开始的 1M 空间内执行。但是，将 stage2 安排到整个 RAM 空间的最顶 1MB(也即(RamEnd-1MB) - RamEnd)是一种值得推荐的方法。

为了后面的叙述方便，这里把所安排的 RAM 空间范围的大小记为：stage2_size(字节)，把起始地址和终止地址分别记为：stage2_start 和 stage2_end(这两个地址均以 4 字节边界对齐)。因此：

stage2_end＝stage2_start＋stage2_size

另外，还必须确保所安排的地址范围的的确确是可读写的 RAM 空间，因此，必须对你所安排的地址范围进行测试。具体的测试方法可以采用类似于 blob 的方法，也即：以 memory page 为被测试单位，测试每个 memory page 开始的两个字是否是可读写的。为了后面叙述的方便，我们记这个检测算法为：test_mempage，其具体步骤如下：

1．先保存 memory page 一开始两个字的内容。

2．向这两个字中写入任意的数字。比如：向第一个字写入 0x55，第 2 个字写入 0xaa。

3．然后，立即将这两个字的内容读回。显然，我们读到的内容应该分别是 0x55 和 0xaa。如果不是，则说明这个 memory page 所占据的地址范围不是一段有效的 RAM 空间。

4．再向这两个字中写入任意的数字。比如：向第一个字写入 0xaa，第 2 个字中写入 0x55。

5．然后，立即将这两个字的内容立即读回。显然，我们读到的内容应该分别是 0xaa 和 0x55。如果不是，则说明这个 memory page 所占据的地址范围不是一段有效的 RAM 空间。

6．恢复这两个字的原始内容。测试完毕。

为了得到一段干净的 RAM 空间范围，我们也可以将所安排的 RAM 空间范围进行清零操作。

3.1.3 拷贝 stage2 到 RAM 中

拷贝时要确定两点：(1) stage2 的可执行映象在固态存储设备的存放起始地址和终止地址；(2) RAM 空间的起始地址。

3.1.4 设置堆栈指针 sp

堆栈指针的设置是为了执行 C 语言代码作好准备。通常我们可以把 sp 的值设置为(stage2_end-4)，也即在 3.1.2 节所安排的那个 1MB 的 RAM 空间的最顶端(堆栈向下生长)。

此外，在设置堆栈指针 sp 之前，也可以关闭 led 灯，以提示用户我们准备跳转到 stage2。

经过上述这些执行步骤后，系统的物理内存布局应该如下图2所示。

3.1.5 跳转到 stage2 的 C 入口点

在上述一切都就绪后，就可以跳转到 Boot Loader 的 stage2 去执行了。比如，在 ARM 系统中，这可以通过修改 PC 寄存器为合适的地址来实现。

图2 bootloader 的 stage2 可执行映象刚被拷贝到 RAM 空间时的系统内存布局

3.2 Boot Loader 的 stage2

正如前面所说，stage2 的代码通常用 C 语言来实现，以便于实现更复杂的功能和取得更好的代码可读性和可移植性。但是与普通 C 语言应用程序不同的是，在编译和链接 boot loader 这样的程序时，我们不能使用 glibc 库中的任何支持函数。其原因是显而易见的。这就给我们带来一个问题，那就是从那里跳转进 main() 函数呢？直接把 main() 函数的起始地址作为整个 stage2 执行映像的入口点或许是最直接的想法。但是这样做有两个缺点：1)无法通过main() 函数传递函数参数；2)无法处理 main() 函数返回的情况。一种更为巧妙的方法是利用 trampoline(弹簧床)的概念。也即，用汇编语言写一段trampoline 小程序，并将这段 trampoline 小程序来作为 stage2 可执行映象的执行入口点。然后我们可以在 trampoline 汇编小程序中用 CPU 跳转指令跳入 main() 函数中去执行；而当 main() 函数返回时，CPU 执行路径显然再次回到我们的 trampoline 程序。简而言之，这种方法的思想就是：用这段 trampoline 小程序来作为 main() 函数的外部包裹(external wrapper)。

下面给出一个简单的 trampoline 程序示例(来自blob)：

.text
.globl _trampoline
_trampoline:
 bl main
 /* if main ever returns we just call it again */
 b _trampoline

可以看出，当 main() 函数返回后，我们又用一条跳转指令重新执行 trampoline 程序――当然也就重新执行 main() 函数，这也就是 trampoline(弹簧床)一词的意思所在。

3.2.1初始化本阶段要使用到的硬件设备

这通常包括：（1）初始化至少一个串口，以便和终端用户进行 I/O 输出信息；（2）初始化计时器等。

在初始化这些设备之前，也可以重新把 LED 灯点亮，以表明我们已经进入 main() 函数执行。

设备初始化完成后，可以输出一些打印信息，程序名字字符串、版本号等。

3.2.2 检测系统的内存映射（memory map）

所谓内存映射就是指在整个 4GB 物理地址空间中有哪些地址范围被分配用来寻址系统的 RAM 单元。比如，在 SA-1100 CPU 中，从 0xC000,0000 开始的 512M 地址空间被用作系统的 RAM 地址空间，而在 Samsung S3C44B0X CPU 中，从 0x0c00,0000 到 0x1000,0000 之间的 64M 地址空间被用作系统的 RAM 地址空间。虽然 CPU 通常预留出一大段足够的地址空间给系统 RAM，但是在搭建具体的嵌入式系统时却不一定会实现 CPU 预留的全部 RAM 地址空间。也就是说，具体的嵌入式系统往往只把 CPU 预留的全部 RAM 地址空间中的一部分映射到 RAM 单元上，而让剩下的那部分预留 RAM 地址空间处于未使用状态。由于上述这个事实，因此 Boot Loader 的 stage2 必须在它想干点什么 (比如，将存储在 flash 上的内核映像读到 RAM 空间中) 之前检测整个系统的内存映射情况，也即它必须知道 CPU 预留的全部 RAM 地址空间中的哪些被真正映射到 RAM 地址单元，哪些是处于 "unused" 状态的。

(1) 内存映射的描述

可以用如下数据结构来描述 RAM 地址空间中的一段连续(continuous)的地址范围：

typedef struct memory_area_struct {
 u32 start; /* the base address of the memory region */
 u32 size; /* the byte number of the memory region */
 int used;
} memory_area_t;

这段 RAM 地址空间中的连续地址范围可以处于两种状态之一：(1)used=1，则说明这段连续的地址范围已被实现，也即真正地被映射到 RAM 单元上。(2)used=0，则说明这段连续的地址范围并未被系统所实现，而是处于未使用状态。

基于上述 memory_area_t 数据结构，整个 CPU 预留的 RAM 地址空间可以用一个 memory_area_t 类型的数组来表示，如下所示：

memory_area_t memory_map[NUM_MEM_AREAS] = {
 [0 ... (NUM_MEM_AREAS - 1)] = {
  .start = 0,
  .size = 0,
  .used = 0
 },
};

(2) 内存映射的检测

下面我们给出一个可用来检测整个 RAM 地址空间内存映射情况的简单而有效的算法：

/* 数组初始化 */
for(i = 0; i < NUM_MEM_AREAS; i++)
 memory_map[i].used = 0;
/* first write a 0 to all memory locations */
for(addr = MEM_START; addr < MEM_END; addr += PAGE_SIZE)
 * (u32 *)addr = 0;
for(i = 0, addr = MEM_START; addr < MEM_END; addr += PAGE_SIZE) {
    /*
     * 检测从基地址 MEM_START+i*PAGE_SIZE 开始,大小为
* PAGE_SIZE 的地址空间是否是有效的RAM地址空间。
     */
    调用3.1.2节中的算法test_mempage()；
    if ( current memory page isnot a valid ram page) {
  /* no RAM here */
  if(memory_map[i].used )
   i++;
  continue;
 }
 
 /*
  * 当前页已经是一个被映射到 RAM 的有效地址范围
  * 但是还要看看当前页是否只是 4GB 地址空间中某个地址页的别名？
  */
 if(* (u32 *)addr != 0) { /* alias? */
  /* 这个内存页是 4GB 地址空间中某个地址页的别名 */
  if ( memory_map[i].used )
   i++;
  continue;
 }
 
 /*
  * 当前页已经是一个被映射到 RAM 的有效地址范围
  * 而且它也不是 4GB 地址空间中某个地址页的别名。
  */
 if (memory_map[i].used == 0) {
  memory_map[i].start = addr;
  memory_map[i].size = PAGE_SIZE;
  memory_map[i].used = 1;
 } else {
  memory_map[i].size += PAGE_SIZE;
 }
} /* end of for (…) */

在用上述算法检测完系统的内存映射情况后，Boot Loader 也可以将内存映射的详细信息打印到串口。

3.2.3 加载内核映像和根文件系统映像

(1) 规划内存占用的布局

这里包括两个方面：(1)内核映像所占用的内存范围；（2）根文件系统所占用的内存范围。在规划内存占用的布局时，主要考虑基地址和映像的大小两个方面。

对于内核映像，一般将其拷贝到从(MEM_START＋0x8000) 这个基地址开始的大约1MB大小的内存范围内(嵌入式 Linux 的内核一般都不操过 1MB)。为什么要把从 MEM_START 到 MEM_START＋0x8000 这段 32KB 大小的内存空出来呢？这是因为 Linux 内核要在这段内存中放置一些全局数据结构，如：启动参数和内核页表等信息。

而对于根文件系统映像，则一般将其拷贝到 MEM_START+0x0010,0000 开始的地方。如果用 Ramdisk 作为根文件系统映像，则其解压后的大小一般是1MB。

（2）从 Flash 上拷贝

由于像 ARM 这样的嵌入式 CPU 通常都是在统一的内存地址空间中寻址 Flash 等固态存储设备的，因此从 Flash 上读取数据与从 RAM 单元中读取数据并没有什么不同。用一个简单的循环就可以完成从 Flash 设备上拷贝映像的工作：


while(count) {
 *dest++ = *src++; /* they are all aligned with word boundary */
 count -= 4; /* byte number */
};

3.2.4 设置内核的启动参数

应该说，在将内核映像和根文件系统映像拷贝到 RAM 空间中后，就可以准备启动 Linux 内核了。但是在调用内核之前，应该作一步准备工作，即：设置 Linux 内核的启动参数。

Linux 2.4.x 以后的内核都期望以标记列表(tagged list)的形式来传递启动参数。启动参数标记列表以标记 ATAG_CORE 开始，以标记 ATAG_NONE 结束。每个标记由标识被传递参数的 tag_header 结构以及随后的参数值数据结构来组成。数据结构 tag 和 tag_header 定义在 Linux 内核源码的include/asm/setup.h 头文件中：

/* The list ends with an ATAG_NONE node. */
#define ATAG_NONE 0x00000000
struct tag_header {
 u32 size; /* 注意，这里size是字数为单位的 */
 u32 tag;
};
……
struct tag {
 struct tag_header hdr;
 union {
  struct tag_core  core;
  struct tag_mem32 mem;
  struct tag_videotext videotext;
  struct tag_ramdisk ramdisk;
  struct tag_initrd initrd;
  struct tag_serialnr serialnr;
  struct tag_revision revision;
  struct tag_videolfb videolfb;
  struct tag_cmdline cmdline;
  /*
   * Acorn specific
   */
  struct tag_acorn acorn;
  /*
   * DC21285 specific
   */
  struct tag_memclk memclk;
 } u;
};

在嵌入式 Linux 系统中，通常需要由 Boot Loader 设置的常见启动参数有：ATAG_CORE、ATAG_MEM、ATAG_CMDLINE、ATAG_RAMDISK、ATAG_INITRD等。

比如，设置 ATAG_CORE 的代码如下：

params = (struct tag *)BOOT_PARAMS;
 params->hdr.tag = ATAG_CORE;
 params->hdr.size = tag_size(tag_core);
 params->u.core.flags = 0;
 params->u.core.pagesize = 0;
 params->u.core.rootdev = 0;
 params = tag_next(params);

其中，BOOT_PARAMS 表示内核启动参数在内存中的起始基地址，指针 params 是一个 struct tag 类型的指针。宏 tag_next() 将以指向当前标记的指针为参数，计算紧临当前标记的下一个标记的起始地址。注意，内核的根文件系统所在的设备ID就是在这里设置的。

下面是设置内存映射情况的示例代码：

for(i = 0; i < NUM_MEM_AREAS; i++) {
  if(memory_map[i].used) {
   params->hdr.tag = ATAG_MEM;
   params->hdr.size = tag_size(tag_mem32);
   params->u.mem.start = memory_map[i].start;
   params->u.mem.size = memory_map[i].size;
   
   params = tag_next(params);
  }
}

可以看出，在 memory_map［］数组中，每一个有效的内存段都对应一个 ATAG_MEM 参数标记。

Linux 内核在启动时可以以命令行参数的形式来接收信息，利用这一点我们可以向内核提供那些内核不能自己检测的硬件参数信息，或者重载(override)内核自己检测到的信息。比如，我们用这样一个命令行参数字符串"console=ttyS0,115200n8"来通知内核以 ttyS0 作为控制台，且串口采用 "115200bps、无奇偶校验、8位数据位"这样的设置。下面是一段设置调用内核命令行参数字符串的示例代码：

char *p;
 /* eat leading white space */
 for(p = commandline; *p == ' '; p++)
  ;
 /* skip non-existent command lines so the kernel will still
   * use its default command line.
  */
 if(*p == '\0')
  return;
 params->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;
 params->hdr.size = (sizeof(struct tag_header) + strlen(p) + 1 + 4) >> 2;
 strcpy(params->u.cmdline.cmdline, p);
 params = tag_next(params);

请注意在上述代码中，设置 tag_header 的大小时，必须包括字符串的终止符'\0'，此外还要将字节数向上圆整4个字节，因为 tag_header 结构中的size 成员表示的是字数。

下面是设置 ATAG_INITRD 的示例代码，它告诉内核在 RAM 中的什么地方可以找到 initrd 映象(压缩格式)以及它的大小：

 params->hdr.tag = ATAG_INITRD2;
 params->hdr.size = tag_size(tag_initrd);
 
 params->u.initrd.start = RAMDISK_RAM_BASE;
 params->u.initrd.size = INITRD_LEN;
 
 params = tag_next(params);

下面是设置 ATAG_RAMDISK 的示例代码，它告诉内核解压后的 Ramdisk 有多大（单位是KB）：

params->hdr.tag = ATAG_RAMDISK;
params->hdr.size = tag_size(tag_ramdisk);
 
params->u.ramdisk.start = 0;
params->u.ramdisk.size = RAMDISK_SIZE; /* 请注意，单位是KB */
params->u.ramdisk.flags = 1; /* automatically load ramdisk */
 
params = tag_next(params);

最后，设置 ATAG_NONE 标记，结束整个启动参数列表：

static void setup_end_tag(void)
{
 params->hdr.tag = ATAG_NONE;
 params->hdr.size = 0;
}

3.2.5 调用内核

Boot Loader 调用 Linux 内核的方法是直接跳转到内核的第一条指令处，也即直接跳转到 MEM_START＋0x8000 地址处。在跳转时，下列条件要满足：

1． CPU 寄存器的设置：

R0＝0；
R1＝机器类型 ID；关于 Machine Type Number，可以参见 linux/arch/arm/tools/mach-types。
R2＝启动参数标记列表在 RAM 中起始基地址；

2． CPU 模式：

必须禁止中断（IRQs和FIQs）；
CPU 必须 SVC 模式；

3． Cache 和 MMU 的设置：

MMU 必须关闭；
指令 Cache 可以打开也可以关闭；
数据 Cache 必须关闭；

如果用 C 语言，可以像下列示例代码这样来调用内核：

void (*theKernel)(int zero, int arch, u32 params_addr) = (void (*)(int, int, u32))KERNEL_RAM_BASE;
……
theKernel(0, ARCH_NUMBER, (u32) kernel_params_start);

注意，theKernel()函数调用应该永远不返回的。如果这个调用返回，则说明出错。

4. 关于串口终端

在 boot loader 程序的设计与实现中，没有什么能够比从串口终端正确地收到打印信息能更令人激动了。此外，向串口终端打印信息也是一个非常重要而又有效的调试手段。但是，我们经常会碰到串口终端显示乱码或根本没有显示的问题。造成这个问题主要有两种原因：(1) boot loader 对串口的初始化设置不正确。(2) 运行在 host 端的终端仿真程序对串口的设置不正确，这包括：波特率、奇偶校验、数据位和停止位等方面的设置。

此外，有时也会碰到这样的问题，那就是：在 boot loader 的运行过程中我们可以正确地向串口终端输出信息，但当 boot loader 启动内核后却无法看到内核的启动输出信息。对这一问题的原因可以从以下几个方面来考虑：

(1) 首先请确认你的内核在编译时配置了对串口终端的支持，并配置了正确的串口驱动程序。

(2) 你的 boot loader 对串口的初始化设置可能会和内核对串口的初始化设置不一致。此外，对于诸如 s3c44b0x 这样的 CPU，CPU 时钟频率的设置也会影响串口，因此如果 boot loader 和内核对其 CPU 时钟频率的设置不一致，也会使串口终端无法正确显示信息。

(3) 最后，还要确认 boot loader 所用的内核基地址必须和内核映像在编译时所用的运行基地址一致，尤其是对于 uClinux 而言。假设你的内核映像在编译时用的基地址是 0xc0008000，但你的 boot loader 却将它加载到 0xc0010000 处去执行，那么内核映像当然不能正确地执行了。

5. 结束语

Boot Loader 的设计与实现是一个非常复杂的过程。如果不能从串口收到那激动人心的"uncompressing linux.................. done, booting the kernel……"内核启动信息，恐怕谁也不能说："嗨，我的 boot loader 已经成功地转起来了！"。

Tuesday, January 20, 2009

Linux系统的进程管理

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Linux系统的进程管理

在Linux系统里，当前正在运行的程序实例称为进程。比如，当你启动Apache的时候，系统会为它分配一个进程ID。然后就可以用这个ID监视和控制这个程序。

进程监视和控制是任何Linux系统管理员的核心任务。一个管理员可以终止（"kill"）、重启一个进程，甚至可以为它指定一个不同的优先级。标准的 Linux命令"ps"和"top"通常用于查看当前的进程列表。下面我来说明如何用这些命令和其它命令来管理Linux系统中的进程。

用ps监视进程
一个监视Linux的标准工具就是"ps"，它是进程状态的简称。这个命令返回正在运行的程序的信息。这些信息可能包括程序是在哪个用户名下运行的，使用了多少CPU以及运行了多长时间。如果你要手工终止程序或者确定是哪个程序让系统变慢时，这些信息是很有用的。

如果你只是键入了"ps"这个命令，那么只能列出运行在当前终端下的进程。下面的例子是通过远程shell运行"ps"输出的结果：

　　$ ps
　　PID TTY TIME CMD
　　4684 pts/14 00:00:00 bash
　　27107 pts/14 00:00:00 ps

从输出可以看出，分配给这个用户/终端的进程只有Bash shell和ps命令本身。你还可以看到为每个进程列出的PID（进程ID）和TTY、TIME和CMD。TTY指明这个进程正在运行在哪个终端上，TIME指明了这个进程已经使用了多少CPU时间，CMD则是启动这个进程的命令名称。

用户可以看到，标准的ps命令只能列出基本的信息。要想获得Linux系统上运行的进程的详细信息，你必须加入一些命令行参数。

加入ps常用的aux参数后可以显示其他用户启动的进程（a）、查看系统中属于自己的进程（x）以及启动这个进程的用户和它启动的时间（u）。

现在还有其它更多的信息，增加了USER、 %CPU、%MEM、 VSZ、RSS、STAT和START这几个域。现在我们来看一下这些信息是什么含义。

首先，用户可以看到所有的进程，而不仅仅是运行在终端上的那些。USER域指明了是哪个用户启动了这个命令。很多进程和系统一起启动，而且会把根或者一些系统帐号列为USER。当然，其它一些进程是单独运行的。这个信息本身就可以帮助你缩小问题范围。假如某个用户启动了脚本，占用了服务器大量的I/O。如果能马上找到是谁在运行这个程序，那么就可以大大加快解决问题的速度。

%CPU、 %MEM、VSZ和RSS这几个域都与系统资源有关。首先，用户可以查看某个进程占用了多少CPU。这个信息是实时显示的，所以很难用ps捕捉峰值。可能用户会发现，为了找到引发问题的那个进程需要不停地运行ps命令。

除了CPU使用情况，还可以看到内存使用及其VSZ（虚拟内存大小）和RSS（常驻集大小）。VSZ表示如果一个程序完全驻留在内存的话需要占用多少内存空间，而RSS指明了当前实际占用了多少内存。如果能够了解一个进程当前占用了多少内存，那么就可以确定这个进程是在正常运行还是出现了异常。程序通常都会消耗比正常情况更多的内存和CPU。虽然程序员都在尽力确保代码正确地使用资源，但是有时候还是要由管理员来决定终止还是重启进程。

用户可能会注意到在ps aux命令的输出结果里，大部分TTY域有个"？"。这是因为这些程序或者在系统启动的时候就开始运行了，或者是由初始化脚本（init script）启动的。这些进程没有控制终端，所以作了标记。另外，linux-sanity-check命令有一个TTY的值为pts/14。这个命令是远程连接运行的，有与其关联的一个终端。当你的机器开放了多条连接，而你又想确定某个命令运行在哪个窗口的时候，这个信息是很有用的。

STAT 显示了进程当前的状态。在我们的例子里，很多进程处在睡眠状态，STAT域里的"S"指明了这一状态。这仅仅表明这些进程在等待某些事件发生--可能是用户输入或者系统资源的可用性。linux-sanity-check命令则有一个R状态，这个状态表明进程当前正在运行。有时候你可以浏览一下这个列表然后找那些R状态的进程。如果大部分进程处在睡眠状态而又有问题发生，那么只关注那些正在运行的进程是最好的方法。那种状态不一定能说明发生了问题，但是有时候如果进程运行的时间过长可能意味着发生了某些深层次的问题。

Tuesday, January 13, 2009

Valgrind 使用简单说明

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转自: Valgrind 使用简单说明

调不尽的内存泄露，用不完的Valgrind
(一个介绍程序调试的精彩讲解：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-pow-debug/)
Valgrind 介绍

Valgrind 是一个GPL的软件，用于Linux（For x86, amd64 and ppc32）程序的内存调试和代码剖析。你可以在它的环境中运行你的程序来监视内存的使用情况，比如C 语言中的malloc和free或者 C++中的new和 delete。使用Valgrind的工具包，你可以自动的检测许多内存管理和线程的bug，避免花费太多的时间在bug寻找上，使得你的程序更加稳固。
Valgrind的主要功能

Valgrind工具包包含多个工具，如Memcheck,Cachegrind,Helgrind, Callgrind，Massif。下面分别介绍个工具的作用：

Memcheck 工具主要检查下面的程序错误：

* 使用未初始化的内存 (Use of uninitialised memory)

* 使用已经释放了的内存 (Reading/writing memory after it has been free’d)

* 使用超过 malloc分配的内存空间(Reading/writing off the end of malloc’d blocks)

* 对堆栈的非法访问 (Reading/writing inappropriate areas on the stack)

* 申请的空间是否有释放 (Memory leaks – where pointers to malloc’d blocks are lost forever)

* malloc/free/new/delete申请和释放内存的匹配(Mismatched use of malloc/new/new [] vs free/delete/delete [])

* src和dst的重叠(Overlapping src and dst pointers in memcpy() and related functions)

Callgrind

Callgrind收集程序运行时的一些数据，函数调用关系等信息，还可以有选择地进行cache 模拟。在运行结束时，它会把分析数据写入一个文件。callgrind_annotate可以把这个文件的内容转化成可读的形式。
Cachegrind

它模拟 CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存，能够精确地指出程序中 cache的丢失和命中。如果需要，它还能够为我们提供cache丢失次数，内存引用次数，以及每行代码，每个函数，每个模块，整个程序产生的指令数。这对优化程序有很大的帮助。
Helgrind

它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind 寻找内存中被多个线程访问，而又没有一贯加锁的区域，这些区域往往是线程之间失去同步的地方，而且会导致难以发掘的错误。Helgrind实现了名为” Eraser” 的竞争检测算法，并做了进一步改进，减少了报告错误的次数。
Massif

堆栈分析器，它能测量程序在堆栈中使用了多少内存，告诉我们堆块，堆管理块和栈的大小。Massif能帮助我们减少内存的使用，在带有虚拟内存的现代系统中，它还能够加速我们程序的运行，减少程序停留在交换区中的几率。
Valgrind 安装

1、到www.valgrind.org下载最新版valgrind-3.2.3.tar.bz2
2、解压安装包：tar –jxvf valgrind-3.2.3.tar.bz2
3、解压后生成目录valgrind-3.2.3
4、 cd valgrind-3.2.3
5、 ./configure
6、 Make;make install

Valgrind 使用

用法: valgrind [options] prog-and-args [options]: 常用选项，适用于所有Valgrind工具

1. -tool= 最常用的选项。运行 valgrind中名为toolname的工具。默认memcheck。

2. h –help 显示帮助信息。

3. -version 显示valgrind内核的版本，每个工具都有各自的版本。

4. q –quiet 安静地运行，只打印错误信息。

5. v –verbose 更详细的信息, 增加错误数统计。

6. -trace-children=no|yes 跟踪子线程? [no]

7. -track-fds=no|yes 跟踪打开的文件描述？[no]

8. -time-stamp=no|yes 增加时间戳到LOG信息? [no]

9. -log-fd= 输出LOG到描述符文件 [2=stderr]

10. -log-file= 将输出的信息写入到filename.PID的文件里，PID是运行程序的进行ID

11. -log-file-exactly= 输出LOG信息到 file

12. -log-file-qualifier= 取得环境变量的值来做为输出信息的文件名。 [none]

13. -log-socket=ipaddr:port 输出LOG到socket ，ipaddr:port

LOG信息输出

1. -xml=yes 将信息以xml格式输出，只有memcheck可用

2. -num-callers= show callers in stack traces [12]

3. -error-limit=no|yes 如果太多错误，则停止显示新错误? [yes]

4. -error-exitcode= 如果发现错误则返回错误代码 [0=disable]

5. -db-attach=no|yes 当出现错误，valgrind会自动启动调试器gdb。[no]

6. -db-command= 启动调试器的命令行选项[gdb -nw %f %p]

适用于Memcheck工具的相关选项：

1. -leak-check=no|summary|full 要求对leak给出详细信息? [summary]

2. -leak-resolution=low|med|high how much bt merging in leak check [low]

3. -show-reachable=no|yes show reachable blocks in leak check? [no]

Valgrind 使用举例

下面是一段有问题的C程序代码test.c

#include
void f(void)
{
int* x = malloc(10 * sizeof(int));
x[10] = 0; //问题1: 数组下标越界
} //问题2: 内存没有释放

int main(void)
{
f();
return 0;
}

1、编译程序test.c
gcc -Wall test.c -g -o test

2、使用Valgrind检查程序BUG
valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./test

3、分析输出的调试信息
==3908== Memcheck, a memory error detector.
==3908== Copyright (C) 2002-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==3908== Using LibVEX rev 1732, a library for dynamic binary translation.
==3908== Copyright (C) 2004-2007, and GNU GPL'd, by OpenWorks LLP.
==3908== Using valgrind-3.2.3, a dynamic binary instrumentation framework.
==3908== Copyright (C) 2000-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==3908== For more details, rerun with: -v
==3908==
--3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50
--3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50
/*数组越界错误*/
==3908== Invalid write of size 4
==3908== at 0x8048384: f (test.c:6)
==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11)
==3908== Address 0x400C050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
==3908== at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149)
==3908== by 0x8048377: f (test.c:5)
==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11)
==3908==
==3908== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 14 from 1)
==3908== malloc/free: in use at exit: 40 bytes in 1 blocks.
==3908== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated.
==3908== For counts of detected errors, rerun with: -v
==3908== searching for pointers to 1 not-freed blocks.
==3908== checked 59,124 bytes.
==3908==
==3908==
/*有内存空间没有释放*/
==3908== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==3908== at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149)
==3908== by 0x8048377: f (test.c:5)
==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11)
==3908==
==3908== LEAK SUMMARY:
==3908== definitely lost: 40 bytes in 1 blocks.
==3908== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks.
==3908== still reachable: 0 bytes in 0 blocks.
==3908== suppressed: 0 bytes in 0 blocks.

Thursday, November 20, 2008

GDB调试精粹及使用实例

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一：列文件清单
1． List
(gdb) list line1,line2

二：执行程序
要想运行准备调试的程序，可使用run命令，在它后面可以跟随发给该程序的任何参数，包括标准输入和标准输出说明符(<和>)和外壳通配符（*、？、[、]）在内。
如果你使用不带参数的run命令，gdb就再次使用你给予前一条run命令的参数，这是很有用的。
利用set args 命令就可以修改发送给程序的参数，而使用show args 命令就可以查看其缺省参数的列表。
（gdb）set args –b –x
(gdb) show args
backtrace命令为堆栈提供向后跟踪功能。
Backtrace 命令产生一张列表，包含着从最近的过程开始的所以有效过程和调用这些过程的参数。

三：显示数据
利用print 命令可以检查各个变量的值。
(gdb) print p (p为变量名)
whatis 命令可以显示某个变量的类型
(gdb) whatis p
type = int *

print 是gdb的一个功能很强的命令，利用它可以显示被调试的语言中任何有效的表达式。表达式除了包含你程序中的变量外，还可以包含以下内容：
l 对程序中函数的调用
(gdb) print find_entry(1,0)
l 数据结构和其他复杂对象
(gdb) print *table_start
$8={e=reference=’\000’,location=0x0,next=0x0}
l 值的历史成分
(gdb)print $1 ($1为历史记录变量,在以后可以直接引用 $1 的值)
l 人为数组
人为数组提供了一种去显示存储器块（数组节或动态分配的存储区）内容的方法。早期的调试程序没有很好的方法将任意的指针换成一个数组。就像对待参数一样，让我们查看内存中在变量h后面的10个整数，一个动态数组的语法如下所示：
base@length
因此，要想显示在h后面的10个元素，可以使用h@10：
(gdb)print h@10
$13=(-1,345,23,-234,0,0,0,98,345,10)

四：断点(breakpoint)
break命令（可以简写为b）可以用来在调试的程序中设置断点，该命令有如下四种形式：
l break line-number 使程序恰好在执行给定行之前停止。
l break function-name 使程序恰好在进入指定的函数之前停止。
l break line-or-function if condition 如果condition（条件）是真，程序到达指定行或函数时停止。
l break routine-name 在指定例程的入口处设置断点

如果该程序是由很多原文件构成的，你可以在各个原文件中设置断点，而不是在当前的原文件中设置断点，其方法如下：
(gdb) break filename:line-number
(gdb) break filename:function-name

要想设置一个条件断点，可以利用break if命令，如下所示：
(gdb) break line-or-function if expr
例：
(gdb) break 46 if testsize==100

从断点继续运行：countinue 命令
五．断点的管理

1．显示当前gdb的断点信息：
(gdb) info break
他会以如下的形式显示所有的断点信息：
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x000028bc in init_random at qsort2.c:155
2 breakpoint keep y 0x0000291c in init_organ at qsort2.c:168
(gdb)
2.删除指定的某个断点：
(gdb) delete breakpoint 1
该命令将会删除编号为1的断点，如果不带编号参数，将删除所有的断点
(gdb) delete breakpoint
3.禁止使用某个断点
(gdb) disable breakpoint 1
该命令将禁止断点 1,同时断点信息的 (Enb)域将变为 n
4．允许使用某个断点
(gdb) enable breakpoint 1
该命令将允许断点 1,同时断点信息的 (Enb)域将变为 y
5．清除原文件中某一代码行上的所有断点
(gdb)clean number
注：number 为原文件的某个代码行的行号
六．变量的检查和赋值
l whatis:识别数组或变量的类型
l ptype:比whatis的功能更强，他可以提供一个结构的定义
l set variable:将值赋予变量
l print 除了显示一个变量的值外，还可以用来赋值

七．单步执行
l next
不进入的单步执行
l step
进入的单步执行
如果已经进入了某函数，而想退出该函数返回到它的调用函数中，可使用命令finish
八．函数的调用
l call name 调用和执行一个函数
(gdb) call gen_and_sork( 1234,1,0 )
(gdb) call printf(“abcd”)
$1=4
l finish 结束执行当前函数，显示其返回值（如果有的话）

九．机器语言工具
有一组专用的gdb变量可以用来检查和修改计算机的通用寄存器，gdb提供了目前每一台计算机中实际使用的4个寄存器的标准名字：
l $pc ：程序计数器
l $fp ：帧指针（当前堆栈帧）
l $sp ：栈指针
l $ps ：处理器状态

十．信号
gdb 通常可以捕捉到发送给它的大多数信号，通过捕捉信号，它就可决定对于正在运行的进程要做些什么工作。例如，按CTRL-C将中断信号发送给gdb，通常就会终止gdb。但是你或许不想中断gdb，真正的目的是要中断gdb正在运行的程序，因此，gdb要抓住该信号并停止它正在运行的程序，这样就可以执行某些调试操作。

Handle命令可控制信号的处理，他有两个参数，一个是信号名，另一个是接受到信号时该作什么。几种可能的参数是：
l nostop 接收到信号时，不要将它发送给程序，也不要停止程序。
l stop 接受到信号时停止程序的执行，从而允许程序调试；显示一条表示已接受到信号的消息（禁止使用消息除外）
l print 接受到信号时显示一条消息
l noprint 接受到信号时不要显示消息（而且隐含着不停止程序运行）
l pass 将信号发送给程序，从而允许你的程序去处理它、停止运行或采取别的动作。
l nopass 停止程序运行，但不要将信号发送给程序。
例如，假定你截获SIGPIPE信号，以防止正在调试的程序接受到该信号，而且只要该信号一到达，就要求该程序停止，并通知你。要完成这一任务，可利用如下命令：
(gdb) handle SIGPIPE stop print
请注意，UNIX的信号名总是采用大写字母！你可以用信号编号替代信号名
如果你的程序要执行任何信号处理操作，就需要能够测试其信号处理程序，为此，就需要一种能将信号发送给程序的简便方法，这就是signal命令的任务。该命令的参数是一个数字或者一个名字，如SIGINT。假定你的程序已将一个专用的SIGINT（键盘输入，或CTRL-C；信号2）信号处理程序设置成采取某个清理动作，要想测试该信号处理程序，你可以设置一个断点并使用如下命令：
（gdb） signal 2
continuing with signal SIGINT(2)
该程序继续执行，但是立即传输该信号，而且处理程序开始运行.

十一. 原文件的搜索
search text:该命令可显示在当前文件中包含text串的下一行。
Reverse-search text:该命令可以显示包含text 的前一行。

十二.UNIX接口
shell 命令可启动UNIX外壳，CTRL-D退出外壳，返回到 gdb.

十三.命令的历史
为了允许使用历史命令，可使用 set history expansion on 命令
(gdb) set history expansion on

小结：常用的gdb命令
backtrace 显示程序中的当前位置和表示如何到达当前位置的栈跟踪（同义词：where）
breakpoint 在程序中设置一个断点
cd 改变当前工作目录
clear 删除刚才停止处的断点
commands 命中断点时，列出将要执行的命令
continue 从断点开始继续执行
delete 删除一个断点或监测点；也可与其他命令一起使用
display 程序停止时显示变量和表达时
down 下移栈帧，使得另一个函数成为当前函数
frame 选择下一条continue命令的帧
info 显示与该程序有关的各种信息
jump 在源程序中的另一点开始运行
kill 异常终止在gdb 控制下运行的程序
list 列出相应于正在执行的程序的原文件内容
next 执行下一个源程序行，从而执行其整体中的一个函数
print 显示变量或表达式的值
pwd 显示当前工作目录
pype 显示一个数据结构（如一个结构或C++类）的内容
quit 退出gdb
reverse-search 在源文件中反向搜索正规表达式
run 执行该程序
search 在源文件中搜索正规表达式
set variable 给变量赋值
signal 将一个信号发送到正在运行的进程
step 执行下一个源程序行，必要时进入下一个函数
undisplay display命令的反命令，不要显示表达式
until 结束当前循环
up 上移栈帧，使另一函数成为当前函数
watch 在程序中设置一个监测点（即数据断点）
whatis 显示变量或函数类型
****************************************************
　GNU的调试器称为gdb，该程序是一个交互式工具，工作在字符模式。在 X Window 系统中，有一个gdb的前端图形工具，称为xxgdb。gdb 是功能强大的调试程序，可完成如下的调试任务：
　　* 设置断点；
　　* 监视程序变量的值；
　　* 程序的单步执行；
　　* 修改变量的值。
　　在可以使用 gdb 调试程序之前，必须使用 -g 选项编译源文件。可在 makefile 中如下定义 CFLAGS 变量：
　　 CFLAGS = -g
　　运行 gdb 调试程序时通常使用如下的命令：
　　 gdb progname

　　在 gdb 提示符处键入help，将列出命令的分类，主要的分类有：
　　* aliases：命令别名
　　* breakpoints：断点定义；
　　* data：数据查看；
　　* files：指定并查看文件；
　　* internals：维护命令；
　　* running：程序执行；
　　* stack：调用栈查看；
　　* statu：状态查看；
　　* tracepoints：跟踪程序执行。
　　键入 help 后跟命令的分类名，可获得该类命令的详细清单。

gdb 的常用命令
命令解释
　　break NUM 在指定的行上设置断点。
　　bt 显示所有的调用栈帧。该命令可用来显示函数的调用顺序。
　　clear 删除设置在特定源文件、特定行上的断点。其用法为clear FILENAME:NUM
　　continue 继续执行正在调试的程序。该命令用在程序由于处理信号或断点而导致停止运行时。
　　display EXPR 每次程序停止后显示表达式的值。表达式由程序定义的变量组成。
　　file FILE 装载指定的可执行文件进行调试。
　　help NAME 显示指定命令的帮助信息。
　　info break 显示当前断点清单，包括到达断点处的次数等。
　　info files 显示被调试文件的详细信息。
　　info func 显示所有的函数名称。
　　info local 显示当函数中的局部变量信息。
　　info prog 显示被调试程序的执行状态。
　　info var 显示所有的全局和静态变量名称。
　　kill 终止正被调试的程序。
　　list 显示源代码段。
　　make 在不退出 gdb 的情况下运行 make 工具。
　　next 在不单步执行进入其他函数的情况下，向前执行一行源代码。
　　print EXPR 显示表达式 EXPR 的值。

******gdb 使用范例************************
-----------------
清单一个有错误的 C 源程序 bugging.c
代码:

-----------------
1　＃i nclude
2
3　static char buff [256];
4　static char* string;
5　int main ()
6　{
7　　　printf ("Please input a string: ");
8　　　gets (string);　　
9　　 printf ("\nYour string is: %s\n", string);
10 }

-----------------
　上面这个程序非常简单，其目的是接受用户的输入，然后将用户的输入打印出来。该程序使用了一个未经过初始化的字符串地址 string，因此，编译并运行之后，将出现 Segment Fault 错误：
$ gcc -o bugging -g bugging.c
$ ./bugging
Please input a string: asfd
Segmentation fault (core dumped)
为了查找该程序中出现的问题，我们利用 gdb，并按如下的步骤进行：
1．运行 gdb bugging 命令，装入 bugging 可执行文件；
2．执行装入的 bugging 命令 run；
3．使用 where 命令查看程序出错的地方；
4．利用 list 命令查看调用 gets 函数附近的代码；
5．唯一能够导致 gets 函数出错的因素就是变量 string。用print命令查看 string 的值；
6．在 gdb 中，我们可以直接修改变量的值，只要将 string 取一个合法的指针值就可以了，为此，我们在第8行处设置断点 break 8；
7．程序重新运行到第 8行处停止，这时，我们可以用 set variable 命令修改 string 的取值；
8．然后继续运行，将看到正确的程序运行结果

Saturday, September 13, 2008

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