2009/04/07

C語言的extern的功能

extern 這個修飾子可以告訴編譯器其他地方已經宣告了這個變數,也就說這個變數具有外部連結特性(linkage),以範例來看比較容易瞭解
//test2.cpp
int x = 100;
int y = 200;
-------------------------------------------------------------
// test.cpp
// extern 範例
#include
#include "test2.cpp" // 宣告 x 和 y
int a = 10;
extern int x; // 有效範圍; 整個程式
int main(int argc, char* argv[])
{
extern int y; // 有效範圍: 這個函數內
std::cout << a << std::endl; // 10
std::cout << x << std::endl; // 100
std::cout << y << std::endl; // 200
return 0;
}

假如沒有 #include "test2.cpp" ,編譯階段 test2.cpp 是可以過,但是連結時會發生 x 和 y 變數無法解析的錯誤。這就是 extern 的效用,宣告變數已經在某個地方定義過。

ARM開發環境建立

1.Crosscompiler tool
2.apt-get 以下
libncurses-dev
build-essential
mtd-tools
這樣一來你的開發環境就可以編譯大部分的軟件!!

C++中關於extern "C"的意義

extern "C" 是C++特有的組合關鍵字,在C裡並沒有這個的組合,僅有extern這個關鍵字!

為什麼C++會需要這樣的關鍵字組呢? 原因是C++它有一個複載(overloading)的功能,也就是說同樣的函式名稱可以有多個定義只要參數簽名不同即可。比如說C++裡可以有以下的二個宣告

bar(int i, int j);

bar(double i, double j);

這二個函式都是同樣的名字叫foo,僅參數型式不同。然而在C語言裡是不被允許的! C++是如何處理這同名的函式呢? 其實他在編譯時會偷偷的把這二個函式名變成不同的名字,舉例來說bar(int i, int j)可能會被改成_bar_int_int(每種compiler產生不太一樣),而另一個則被改成_bar_double_double。這技術稱 Mangling。

問題來了! 當我們希望C++不要偷換函式名時該怎麼辦? 於是就有了extern "C" 這個關鍵字組出現了。這個字組就是請C++不要自己又偷天換日,請它保留原名。所以當我們宣告一個函式如下時:

extern "C" bar(int i, int j);

編譯器就不會把bar變成_bar_double_double。

實際使用的注意事項:

1/ 當C++使用C的函式庫(library)時,C++不能直接套用C的header檔。因為他會把header裡的宣告給mangleing了。所以他必須使用如下:

extern "C"
{
#include "C_LIB.h" //C_LIB 是C語言所製告出來的。
}

2/ 相反的,在C語言的編譯器裡若要使用由C++所製告出來的C函式庫,那麼也不能直接的使用C++的header檔。因為此header檔必然存在 extern "C" 這個關鍵字組,而這字組C語言是不認識的。所以必需要把C++的header檔裡的extern "C" { } 移除後才可以讓C編譯器使用。

2009/04/06

寫程式到底需不需要懂數學?

來源:豬言豬語

數 學對於程式設計師來說到底重不重要?!類似這樣標題的討論,在網路上已經不知道被討論多少次了。前兩天又在老同事小白的blog上看到了他的看法。以前正 方總是喜歡拿演算法與效率來表明數學很重要的立場,反方或是最近普遍的觀點是要依照需求。兩方都沒錯,我也有一點小心得跟大家分享。
先來談談「數學」在大家的心中是長什麼樣子。我大學時念的是輔大應數,會選應數的原因是一、我的分數上不了資工,二、應數又跟純數不一樣,是比較偏電腦應 用的(事實上不是這麼回事),應數的全名是應用數學。三、高中時一位要好且電腦很強的同學也是唸輔大應數,所以我就這樣進了數學系。在一般人眼中是個很硬 的科系,那幾年全校1/2的名單中,數學系就佔了一半。數學系所學的數學,跟一般人所會用到的數學不太一樣。除了幾門工科必備的微積分、線性代數、機率統 計外,剩下的都是高深且抽象的數學理論,像是高等微積分、高等代數、幾何學(不是三角形、正方形那種簡單幾何)、拓撲學等。這幾門課程跟本像天書一樣,非 常的抽象(無法畫在直角座標系上),我能畢業也算是一種奇蹟啊~~我真懷疑我那學唸到博士班的同學們,他們的腦袋是不是跟我長得不一樣。

研究所順利考上的嚮往已久的資工所,成為名符其實的本科系學生,本以為可以不用再玩數學了,但我發現我錯了,是不用再玩那些抽久的高等數學沒錯,但線性代 數、機率統計、離散數學等…用了更多的數學,我想不出來有哪門資工研究所的課沒用到數學的。而且你最後的碩士論文要寫出來,數學更是不能少的。你以為玩網 路不需要數學?大錯特錯,裡面一堆機率統計的東西。電機需要數學嗎?當然需要!最基本的傅利葉轉換就夠搞死你了,所有工科的系所都逃不了數學的魔掌。就算 你到了管理學院,會計系要數學、經濟系要數學、連心理系有些領域也需要數學。雖然所需要的數學不盡相同,但都在數學的領域裡。我開始後悔當年沒把數學唸 好,博士班念到一半唸不下去了,其中一個原因是我數學太爛了。

寫程式需要數學嗎?要看程式的目的?那我們就像討論一個簡單的程式,算出1加到100的總和。

完全以程式結果為導向的人,或是訓練有素的程式女/男工,甚至有時連我都會很直覺的寫出這樣的程式:

int sum = 0;
for (int i=1; i<=100; i++) sum += i;

上面這個程式片段還算很容易讓人一眼就看懂,可是我們明明國中時就學過了這種數列級數的算法了,怎麼還會寫出上面這麼笨的程式呢?

int sum = ((1 + 100) * (100 - 1 + 1)) / 2;

或更精簡的

int sum = (101 * 100) >> 1;

這個例子已經被說爛了,我們來來看另一個例子,計算1加到10000,奇數和偶數的總和。用迴圈的話,一樣很直覺得就寫出來了:

int oddSum = 0;
int evenSum = 0;
for (int i=1; i<=10000; i++)
{
if (i % 2 == 0) evenSum += i;
else oddSum += i;
}

很簡單的程式吧!可是我們稍稍的用我們有12年(國小到高中)的數學背景想一下,你可以寫出更精簡的程式:

int sum = (10001 * 10000) >> 1;
int evenSum = 5001 * 5000;
int oddSum = sum - evenSum;

什麼?看不懂?!sum應該知道怎麼算出來吧?就剛剛第一個例子是1加到100,現在改加到10000而已。evenSum呢?簡單的推理一下,1到 10000之間的偶數總和是2+4+6+...+10000,把它們全部除以2的話會變成1+2+3+...+5000,所以1到10000偶數的總和 不就是1加到5000的兩倍嗎?

1加到5000是:
(5001 * 5000) >> 2 兩倍就不用除那個2了,所以不就是上面那個算式了嗎!

那1到10000奇數的總和不就是全部的總和減掉偶數的總合嗎!稍微動一下腦袋,可以讓你的程式變得很有效率。怕別人看不懂?是不會加個註解在程式碼裡面喔!

相信聰明的你,很容易就可以分析出來這兩個例子的兩種寫法,在效能上迶多大的差異,但這不是我在這裡想要表答數學是如何如何增加效率的。我想要表答的是, 我們明明辛苦了12年,學了一堆的數學,為什麼我們要放棄這樣的基本訓練?我們笑美國人的數學不好,請問你又用了多少的數學來幫助你的生活和你的工作?學 了又不用,那不如從小學開始就分科系好了,不喜歡數學、怕數學的,就選完全用不到數學的科系。

我今天不是要大家在寫程式是時鑽研那種演算法、功式等,去計較那些在現在動不動在2GHZ, 3GHZ,雙核心、四核心之下,所省下的那微小的效率。而是你的態度!你寧願多打一些code,也不願動一下腦筋,如果你的態度是這樣子的話,那也是活得 下去啦,不過你的水平就不過如此而已。

你會反駁說,需要用到演算法、要講求效率時,我再去研究一下就好了,幹嘛說的很嚴重似的。今天我們一時興起,要去爬陽明山,沒問題啊,那種程度的山,只要 雙腳健全走得動的人都能爬。如果換成現在流行的登山步道呢?這需要一點點體力才行。如果你要去爬台灣百岳呢?合歡山的東峰算是最簡單的吧?開車到山腳下, 穿個好一點的鞋子、好一點的衣服、多一點的體力,也還不是太大的問題。那爬玉山呢?雖然現在爬玉山已經很方便了,連行李都可以請人幫你背,但平常沒有一些 訓練,要爬上去不是那麼容易的事。你要站在世界的最高點,去挑戰聖母峰,那全世界沒幾個人辦得到,而且辦到的人事前可是經過了嚴格的訓練。

你想把自己擺在什麼位置?你想要成就到什麼樣的高度?如果你只想在小小的台灣,在二、三流的公司裡,打打專案游擊戰,賺個還算可以的薪水,那的確,你不怎 麼需要數學,連軟體工程的理論也不太需要,最重要的唬弄客戶的技術純熟就可以了。去年去了101的37樓面試後,我才知道我了不起只爬到阿里山而已,要登 上MountainView這座山,我必需十倍努力才行。而這個努力不是我在面試前,看看什麼教戰手冊、寫寫網路上的考古題我就能夠通過的,而是必需把一 些數學的訓練熟到變成很自然的反應才行。簡單的問你就好了啦,上面那個用迴圈寫的1加到10000的那個例子,如果10000改用n的話,那需要多少時 間,用大O(big O)來表示。如果你不能很快的推論出是O(n)的話,那你的履歷連投都不要投,在37樓問的問題比這難多了,而且你沒幾分鐘的時間可以作答。去年那次,是 我第二次後悔當初沒把數學學好。

為什麼Google會這麼重視演算法和效率?應該說世界級的大公司都重視,Yahoo、微軟、YouTube…,因為你寫的程式不是給幾十個人、幾百個人 用而已。而是同一時間有幾百萬,甚至上千萬人使用。一個人慢0.1秒好了,一百萬人就10萬秒,超過一天耶。瀏覽一個網頁,慢個幾秒鐘你都不能忍受了,更 何況是一天。你說能不計較演算法和效率嗎?!

你想過什麼樣的生活是你自己決定的,但你想要當個世界級的軟體工程師的話,把學數學就當作是一種修行吧!不要怕沒地方用,因為你時時刻刻都可以用到它。當你的修行到了某個程度,要挑戰高山,就比別人容易多了。

好好好,不想深入就算了,但你不覺得放棄12年的數學訓練很可惜嗎?至少花點腦筋用一下嘛~~,大家都多少用一點,台灣軟體的水平就會慢慢提升了,你說是嗎?

感覺起來大家還是對於我在上一篇文章中的論點不是那麼的了解,我想要表達的是我並沒有要求堅深、精美的數學演算法, 而是要大家在平常寫程式時,多想一分鐘,把你所約到的數學用上來,不需要多資深的數學背景,只要我們在大學以前所學的12年數學就夠了。目的是什麼呢?為 了有一天需要用到更深一層的數學來解決問題時,做好平日的練習和準備。呃...還是無法體會?我再舉個例子吧。

小明跟小華平常在班上的成績都不錯,但小華不愛小功課,常常到了要交功課的前一天,才向小明借來抄。小明基於朋友的立場,常告戒小華說,老師出功課的目的就 是讓我們平常就把學到的東西熟練,這樣到了考試時才會準備的比較輕鬆。小華腦袋不錯,有點小聰明,但就是愛玩,他覺得浪費時間寫那些功課不如拿去控電動, 功課有交出去就好了,老師也不知道是抄來的,考試?!考前三天再熬夜準備就好了。平常的小考、月考小華還應付的不錯,因為小華頭腦其實不差,所以臨時抱佛 腳的效果還不錯。但終於要到關鍵的基測大考了,小華花了一兩個禮拜來熬夜準備,但考試結果沒有比輕鬆準備的小明來的好。

實力是慢慢累積而來的,也許你很聰明,可以在短時間內硬塞進一些東西在腦子裡,但經驗告訴我們,臨時抱佛腳所讀到的書,在交卷後一秒鐘就全忘光 了。就像農夫為什麼平常要努力的耕田、翻土一樣,要播種時再耕就好了,幹嘛平常就要再那辛苦的挖來挖去呢?大家應到都知道這老掉牙的道理,沒有平常辛勤的 耕耘,怎麼會有豐收的成果。臨時翻土,種得活是運氣好,收成的爛是理所當然。

還是有人在「程式目的」這點上做文章,經過我再次的解釋,不知道大家了解了沒?煎荷包蛋不難吧?同樣是煎蛋,有沒有練習還是差很多的。不知道各位 爸爸們,換尿布的工作是不是你們負責?換尿布也沒什麼難的,但你平常沒熟練,臨時要你參加換尿布比賽,你也是會手忙腳亂的。程式目的不是我的重點,我要寫 的程式也不是專要來解決某個數學問題用的,程式裡本來就到處都有數學的影子。平常多練習一點,有一天需要用到大量的數學時,你就能很輕鬆的應付,而不是眼 睜睜地把機會交到熟練數學的人手上。

文言文?白話文?程式可讀性?信不信就是有人連簡單的迴圈也可以寫得亂七糟,也有寫得很複雜的迴圈,讓人很難了解在幹嘛。程式註解才是程式可讀性 的關鍵,我們不是天天都在一行一行的trace別人的code,事實上我們平常也很少看別人的code,除非你是要改作業、最佳化調整、找別人的Bug之 外。不靠註解,要看懂別人的程式真得很累。就像基測的作文,平平都是白話文,但是有人寫出來的文章就是讓人看不種一樣。

下面這個迴圈在做什麼呢?
int a = 1;
int b = 0;
int c = 0;
for(int i=1, j=-2; a<12346; i+=2, j+=2, a+=2, b+=i, c+=j);


2009/04/05

fork()與vfork()的比較

節錄自:大黑狗 之 嵌入式系統專案實務 與 產業觀察

fork()和vfork()這兩個系統功能都可以複製出和呼叫者﹙parent﹚完全相同的processchild﹚,但呼叫vfork()後的parent process會被暫停,直到被複製出來的child process執行了exec()exit();而呼叫fork()後的parent process會和新產生的child process平行﹙concurrent﹚執行。

接下來我們必須約略解釋一下fork()Linux中的實現方式,旨在讓讀者知道為什麼這個系統功能沒法直接移植到沒有MMUCPU上;首先我們必須先介紹一下”copy-on-write”這個觀念:

一個程式在執行時會佔據記憶體空間,粗略可分為程式段、資料段、堆疊段與常數段,其中程式段與堆疊段是唯讀的,資料段與堆疊段的內容則有可能在執行時期被改變。在Linux中,當某個process呼叫fork()產生child process時,系統只會為新的process配置堆疊段,其他的記憶體區段都是共用的;實際上在child process呼叫exec()去執行另一個程式前,諸如程式段以及常數段這些內容不可以被改變的記憶體區段始終可以共用。可是資料段就不能一直共用,如果parentchild process同時去操作某個變數勢必會引起混亂。

Child processfork出來後馬上呼叫exec()去執行其他程式是最常用的流程,以此說來,雖然每個process都必須有獨立的資料段,但馬上為child process配置資料段是很不經濟的,因為在大部分的狀況下child process並不會去對資料段作寫入的動作,在執行exec()後,之前的資料段就沒用了。

為了解決這個問題,Linux(fork)採用”copy-on-write”的技術,在child process尚未對資料段作寫入的動作之前,parentchild process共用資料段;當child process對資料段記憶體作出寫入的要求時,系統會配置一塊實體記憶體﹙一個page﹚給child process,並將原本資料段中被要求寫入之page的內容複製到這塊新的page;接著系統會更改child process的page table,使要被寫入資料的虛擬位址可以對應到上述新配置的實體記憶體位址。

此時child processparent process的資料段大部分都還是功用的,不同的地方只是這次要被寫入的page;這種演算法的好處很多,在最節省記憶體的前提下使得parentchild process不致互相影響。要達到這種效果,CPU沒有支援MMU是做不到的,所以uClinux無法直接支援fork()這個系統功能。

uClinux無法作到安全的資料段分享機制,產生child process後複製整塊資料段也顯得有點笨拙,於是只好讓parent process停止執行,直到child process結束執行或有了自己的資料段之後才能恢復執行,前者表示child process出現例外或呼叫了_exit(),而後者則表示child process呼叫了exec()去執行其他的程式。這樣妥協出來的功能,就是原本Linux中的vfork()系統呼叫。

如果讀者對copy-on-write的原理不清楚也沒關係,讀者在使用uClinux時只需知道一般Linux在實現fork()這個系統功能時必須用到MMU的機制,而uClinux執行在沒有MMUCPU之上,所以fork()無法直接移植到uClinux上;uClinux提供vfork()以達到多工的效果。

必須注意的是,使用vfork()產生的child process很可能會破壞parent process原本的資料段,所以程式設計師在uClinux上使用vfork()時必須格外小心;而且沒有fork()系統功能的事實使得許多原本運行在Linux上的應用程式無法完全不經修改救執行於uClinux之上。

我的心得:在早期的fork會複製整個parent的address space,造成時間的浪費,使用vfork則不會複製parent的address space。近來的fork則使用copy-on-write的技術,但是這卻需要MMU的幫忙,才能將child process的page table修改成正確的physcial address,而在嵌入式系統上,uClinux並不支援MMU,所以只能使用vfork。


(原創) 誰說學英文要花錢?

網路上其實有很多英語學習的管道,想學英文,只要有恆心就可以學好,根本不必花大錢去補習班。以下將推薦我常去的網站,如果您有其他不錯的網站,歡迎留言推薦。

1. 空中英語教室:包含三種等級的雜誌,可以線上收看影片,也可以聽廣播節目。算是口碑相當好的英語雜誌。




2. MIT WORLD:裡面包含了MIT邀請來的各知名專家,學者,企業家等的精采演講。不僅可以增加英語聽力,還可以聆聽大師們的知識經驗。



3. Youtube:Youtube是一個影片分享的網站,我訂閱了不少channel,裡面的內容可說是包羅萬象。

Google邀請的演講:http://www.youtube.com/user/AtGoogleTalks
卡內基美隆大學:http://www.youtube.com/user/carnegiemellonu
麻省理工學院:http://www.youtube.com/user/MIT
史丹福大學:http://www.youtube.com/user/stanforduniversity
加州大學柏克萊分校:http://www.youtube.com/user/ucberkeleyevents



4. ESL Lab:這個網站有很多短篇的聽力測驗,每篇都只有幾分鐘而已,適合用來練習英檢考試。


5. ICRT EZ News:RSS網址:http://www.icrt.com.tw/en/ext/rss/eznews.xml


6. CCN News: RSS網址:http://rss.cnn.com/services/podcasting/newscast/rss.xml

7. 天下雜誌英文版



8. ABC News: 即時更新的線上新聞網站,包含一些專訪,討論等等。

本文為[藏經閣]原創文章,歡迎轉載,但請附上原文網址http://csie-tw.blogspot.com/2009/04/blog-post.html


2009/04/01

(原創) Adsense廣告繞文效果

Adsense的文字廣告會與文章內容有很大的關連,比如一篇討論賽車的文章,出現汽車相關的廣告是很常見的。而瀏覽文章的人看到相關有興趣的廣告,很自然而然的就會進入廣告頁,因而創造廣告主的收益。

然而,要怎樣吸引使用者的目光呢?當然就是將Adsense廣告緊貼著文章內容,這樣往往可以吸引讀者觀看廣告。其效果有點像是MS word的圖繞文效果。藏經閣即是使用此模式。

以下將教你如何達到這樣的效果:

<p style="float: right;margin: 4px;">
你的Adsense廣告程式碼
</p>

如果想把廣告靠左則把right改成left。
margin則是本文與廣告間的空隙,一般設為4px。

Buddhism and Software Developer

In today's fast-paced society, we are often surrounded by work, goals, and external pressures. However, the wisdom found in Buddhism off...