Linux驅(qū)動開發(fā)_視頻廣告機開發(fā)、Linux進程編程介紹

【摘要】 介紹Linux下進程編程、進程的創(chuàng)建、進程通信、完成廣告機項目代碼。

昨天完成的任務: Mplayer播放器安裝成功，并且實現(xiàn)基本使用。

任務1: 學習Linux下進程編程

1.?進程簡介

進程是操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單元，線程是進程內(nèi)部的執(zhí)行單元，一個進程默認有一個主線程。

進程在操作系統(tǒng)里使用PID號作為標識符號----查看當前終端運行的進程: ps 。

每個進程之間的資源都是獨立的。--------進程可以自己獨立的運行、帶main----------

??今天學習的主要任務:

1. 進程間通信: 管道(無名管道、命名管道)、消息隊列、共享內(nèi)存、內(nèi)存映射(mmap)、信號。

2. execl函數(shù)族: 用于啟動一個新的進程，新的進程開始執(zhí)行之后，會覆蓋原來進程空間。

3. dup2函數(shù): 復制文件表。------實現(xiàn)文件描述符重定向。 dup2(fds[1],1);

4. 編寫廣告機播放器程序

5. 編寫shell腳本,實現(xiàn)文件同步

1.1 進程創(chuàng)建

功能: 在當前進程里再創(chuàng)建一個子進程。

函數(shù)返回值: ==0 表示子進程，>0表示父進程，<0表示出現(xiàn)錯誤

新創(chuàng)建的子進程特性: 在fork成功那一刻，會將父進程所有的資源全部拷貝一份，重新運行。

??僵尸進程: 子進程先退出，父進程沒有清理子進程的空間。如何清理子進程空間? wait();

??孤兒進程: 父進程比子進程先退出。避免，就是父進程要保證最后退出。

1.2 等待子進程退出，并且清理子進程空間

1.3 終止當前進程

1.4 管道通信

管道: FIFO文件，特性: 先入先出。

1.4.1 無名管道: 有親緣關(guān)系之間的進程才可以使用無名管道進程通信。

無名管道這個FIFO文件沒有實體。

如果創(chuàng)建無名管道?

1.4.2 命名管道通信

命名管道可以在任何進程間通，因為命名管道是一個實體文件，在磁盤可用找到該FIFO文件。

如何在磁盤上創(chuàng)建管道文件:

管道文件不能在共享目錄下創(chuàng)建。(掛載的目錄)

1.5 dup2函數(shù)學習

??示例1:

??示例2: 日志功能制作。

1.6 execl 函數(shù)族

execl功能介紹: 啟動新的子進程，當子進程啟動成功之后會覆蓋原來的進程空間。

Execl函數(shù)族介紹:

1.?帶p表示可執(zhí)行文件可以從環(huán)境變量里獲取。

2.?不帶p表示，可執(zhí)行文件需要填絕對路徑。

3.?帶e表示最后的參數(shù)，可以給新進程設置新的環(huán)境變量。

說明: 參數(shù)列表最后面都要加一個NULL。

1.7 mplayer播放器

Mplayer運行有兩個模式: 1. 主模式 2.從模式

任務2: 廣告機項目

??廣告機項目要求:

廣告機應用場景: 公交站臺、地鐵車廂、銀行前臺大廳、高速公路、公園….

1.?有些廣告機只有視頻播放，沒有聲音。

2.?廣告機都支持網(wǎng)絡視頻文件更新---->文件更新使用現(xiàn)成的服務器: FTP服務器、NFS服務器。

(1)?如何判斷服務器上那些文件需要下載到本地? 通過shell腳本代碼或者使用C語言。

(2)?更新的時間一般是固定的: 20:00 23:00 …… 通過時間函數(shù)判斷時間是否到達。

(3)?在視頻文件更新的時候，視頻需要停止播放，可以在屏幕上顯示提示(正在更新…..)。

3.?廣告機需要支持自動播放，播放一個自動切換下一個、循環(huán)播放。

調(diào)用讀目錄、循環(huán)遍歷目錄、得到視頻文件、mplayer播放器需要使用子進程方式啟動。

廣告機: 音量調(diào)整、選擇視頻播放…….都不是廣告機的功能---是視頻播放器的功能。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/*-----------全局變量區(qū)------------*/
int log_fd;  /*保存日志文件的文件描述符*/
#define LOG_FILE "/log.txt"   /*日志文件存放的路徑*/
DIR *video_dir_p=NULL; /*存放視頻的目錄: 打開的目錄指針*/
int video_state=0;

#define VIDEO_FILE_PATH "/work/video_file/" //存放視頻文件的目錄
#define UPDATE_HOUR 16 //更新的時間: 小時
#define UPDATE_MIN 38  //更新的時間: 分鐘
#define UPDATE_SEC 00  //更新的時間: 秒

/*-------函數(shù)聲明---------*/
void DeleteListALLNode(void);
/*定義鏈表使用的結(jié)構(gòu)體*/
struct VideoList
{
	char *file_path;
	struct VideoList *next;
};

/*鏈表頭*/
struct VideoList *ListHead=NULL;
/*函數(shù): 信號處理函數(shù)*/
void exit_sighandler(int sig)
{
	/*1. 判斷是什么信號*/
	if(sig==2)
	{
		printf("用戶終止了進程!\n");
	}
	else if(sig==11)
	{
		printf("進程訪問了非法內(nèi)存空間!\n");
	}
	
	/*2. 殺死父進程對應所有子進程*/
	char cmd_buff[100];
	//殺死父進程創(chuàng)建所有子進程，父進程本身不受影響
	sprintf(cmd_buff,"pkill -9 -P %d",getpid());
	system(cmd_buff);
	sleep(2);
	
	/*3. 關(guān)閉打開所有的文件或者目錄*/
	close(log_fd); 
	closedir(video_dir_p);
	DeleteListALLNode();
	
	/*4. 退出父進程*/
	exit(1);
}

/*
函數(shù)功能: 獲取本地時間，判斷是否是否到達預設的時間
*/
void *Time_pthread_func(void *argv)
{
	time_t time1;
	time_t time2;
	struct tm *system_time;
	char cmd_buff[100];
	while(1)
	{
		time1=time(NULL); //獲取當前系統(tǒng)的時間秒單位
		if(time1!=time2)  //保證if每1秒進去一次
		{
			time2=time1;
			system_time=localtime(&time1); //將秒單位時間，轉(zhuǎn)成標準時間結(jié)構(gòu)
			printf("%d-%d-%d\n",system_time->tm_hour,system_time->tm_min,system_time->tm_sec);
			/*更新的時間*/
			if(system_time->tm_hour==UPDATE_HOUR 
			&& system_time->tm_min==UPDATE_MIN
			&& system_time->tm_sec==UPDATE_SEC)
			{
				video_state=1; //表示進程需要終止
				
				//"pkill -9 -P <父進程的PID>" 
				//殺死父進程創(chuàng)建所有子進程，父進程本身不受影響
				sprintf(cmd_buff,"pkill -9 -P %d",getpid());
				
				/*執(zhí)行命令*/
				system(cmd_buff);
				printf("正在結(jié)束子進程!\n");
				pthread_exit(NULL);
			}
		}
	}
}
/*
函數(shù)功能: 掃描目錄下的所有文件,加載到鏈表里
*/
void ScanDirFile()
{
	struct dirent *dir_file;
	struct VideoList *head_p=ListHead; //保存鏈表頭的地址
	struct VideoList *new_p=NULL;
	
	while(dir_file=readdir(video_dir_p))
	{
		//過濾掉.和..
		if(strcmp(dir_file->d_name,".")==0 || strcmp(dir_file->d_name,"..")==0)
		{
			continue;
		}
		
		//創(chuàng)建新節(jié)點
		new_p=(struct VideoList*)malloc(sizeof(struct VideoList));
		if(new_p==NULL)
		{
			printf("創(chuàng)建新節(jié)點空間申請錯誤!\n");
			return;
		}
		
		//申請存放文件名稱的空間
		new_p->file_path=malloc(strlen(VIDEO_FILE_PATH)+strlen(dir_file->d_name)+1);
		if(new_p->file_path==NULL)
		{
			printf("申請存放文件名稱的空間錯誤!\n");
			return;
		}
		
		//拼接路徑
		strcpy(new_p->file_path,VIDEO_FILE_PATH);
		strcat(new_p->file_path,dir_file->d_name);
		
		printf("播放的列表:%s\n",new_p->file_path);
		
		//添加新的節(jié)點
		while(head_p->next!=NULL)
		{
			head_p=head_p->next;
		}
		
		head_p->next=new_p;
		new_p->next=NULL;
	}
}

/*
函數(shù)功能: 刪除鏈表節(jié)點
*/
void DeleteListALLNode(void)
{
	struct VideoList *head_p=ListHead; //保存鏈表頭的地址
	struct VideoList *tmp_p;
	struct VideoList *delete_p;
	
	if(head_p!=NULL && head_p->next==NULL)
	{
		free(head_p); //釋放鏈表頭
	}
	else if(head_p->next!=NULL)
	{
		tmp_p=head_p->next;
		free(head_p); //釋放鏈表頭
		
		while(tmp_p->next!=NULL)
		{
			delete_p=tmp_p;
			tmp_p=tmp_p->next;
			
			free(delete_p->file_path);
			free(delete_p);
		}
		
		free(tmp_p->file_path);
		free(tmp_p);
	}
}

int main(int argc,char **argv)
{
	int pid;
	int state=0;
	struct VideoList *next_p=ListHead;
	
	/*1. 注冊將要捕獲的信號*/
	signal(SIGINT,exit_sighandler);   /*進程終止信號:Ctrl+C*/
	signal(SIGSEGV,exit_sighandler);  /*進程訪問了非法內(nèi)存*/
	
	/*2. 創(chuàng)建日志文件: 保存mplayer播放器的輸出*/
	log_fd=open(LOG_FILE,O_RDWR|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR);
	
	/*3. 打開目錄*/
	video_dir_p=opendir(VIDEO_FILE_PATH);
	if(video_dir_p==NULL)
	{
		printf("%s 存放視頻的目錄打開失敗!\n",VIDEO_FILE_PATH);
		exit(1);
	}
	
	/*4. 創(chuàng)建新的線程:判斷更新時間*/
	pthread_t threadID;
	pthread_create(&threadID,NULL,Time_pthread_func,NULL);
	pthread_detach(threadID); //設置分離屬性
		
	/*5. 遍歷目錄,更新鏈表*/
	//創(chuàng)建鏈表頭
	ListHead=(struct VideoList*)malloc(sizeof(struct VideoList));
	if(ListHead==NULL)
	{
		printf("鏈表頭創(chuàng)建失敗!\n");
		exit(1);
	}
	ListHead->next=NULL; //下個節(jié)點為NULL
	
	//掃描目錄,并將目錄下的文件添加到鏈表
	ScanDirFile();
	
	next_p=ListHead; 	 //鏈表頭
	next_p=next_p->next; //取出數(shù)據(jù)節(jié)點
	
LOOP: //該標簽表示繼續(xù)播放下一個視頻時,重復創(chuàng)建子進程

	printf("正在播放視頻名稱:%s\n",next_p->file_path);
	/*創(chuàng)建子進程*/
	pid=fork();

	/*子進程代碼: mplayer播放器*/
	if(pid==0)
	{
		/*將子進程的標準輸出重定向到日志文件*/
		dup2(log_fd,1);
		
		/*啟動子進程*/
		execlp("mplayer","mplayer","-zoom","-x","800","-y","480","-slave","-quiet","-input","file=/mplayer_fifo",next_p->file_path,NULL);
	}
	 /*父進程代碼: 控制播放*/
	else
	{
		/*等待子進程退出*/
		wait(&state);
		
		//判斷是否需要結(jié)束當前進程
		if(video_state==1)
		{
			/*執(zhí)行外部腳本: 啟動視頻文件更新*/
			system("./update_video.sh");
			
			/*退出父進程*/
			DeleteListALLNode();
			close(log_fd); 
			closedir(video_dir_p);
			exit(0);
		}
		
		/*遍歷鏈表的下一個節(jié)點,取出文件名稱，傳遞給子進程*/
		if(next_p->next==NULL) //表示視頻播放完畢
		{
			printf("視頻播放完畢---->鏈表歸位!\n");
			next_p=ListHead; 	 //鏈表頭
			next_p=next_p->next; //取出數(shù)據(jù)節(jié)點
		}
		next_p=next_p->next;   //取出數(shù)據(jù)節(jié)點
		
		/*再次啟動子進程,播放下一個視頻*/
		goto LOOP; 
	}
	return 0;
}