linux完全安装㊀收稿日期：２０１８⁃０２⁃２７；修回日期：２０１８⁃０３⁃０６
㊀作者简介：蒋跃，男，１９９１年生，助理工程师，硕士，研究方向：雷达信息处理；田田，男，１９８３年生，高级工程师，博士，研究方向：雷
达信息处理；夏永红，男，１９８９年生，工程师，硕士，研究方向：雷达微弱目标检测与跟踪；匡华星，男，１９７８年生，研究员，硕士，研究方向：雷达总体和数据处理㊂
从Ｗｉｎｄｏｗｓ到Ｌｉｎｕｘ的Ｃ程序移植研究
蒋㊀跃，田㊀田，夏永红，匡华星
（中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京２１１１５３）
摘㊀要：针对从Ｗｉｎｄｏｗｓ到Ｌｉｎｕｘ的Ｃ程序移植进行了相关研究㊂介绍了Ｌｉｎｕｘ系统的安装和开发环境的搭建，重点探讨了Ｃ程序移植的方法和经验，结合实际程序移植结果进行了分析㊂关键词：Ｗｉｎｄｏｗｓ；Ｌｉｎｕｘ；Ｅｃｌｉｐｓｅ；Ｃ程序移植
中图分类号：ＴＰ３１㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀文章编号：１００９⁃０４０１（２０１８）０２⁃００６２⁃０３
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｐｒｏｇｒａｍｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｆｒｏｍＷｉｎｄｏｗｓｔｏＬｉｎｕｘ
ＪＩＡＮＧＹｕｅ，ＴＩＡＮＴｉａｎ，ＸＩＡＹｏｎｇ⁃ｈｏｎｇ，ＫＵＡＮＧＨｕａ⁃ｘｉｎｇ（Ｎｏ．７２４ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＳＩＣ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１５３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｐｒｏｇｒａｍｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｆｒｏｍＷｉｎｄｏｗｓｔｏＬｉｎｕｘｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅＬｉｎｕｘｓｙｓｔｅｍｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｅｘｐｅｒｉ⁃ｅｎｃｅｏｆＣｐｒｏｇｒａｍｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎａｒｅｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｇｒａｍｔｒａｎｓｐｌａｎ⁃ｔａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｉｎｄｏｗｓ；Ｌｉｎｕｘ；Ｅｃｌｉｐｓｅ；Ｃｐｒｏｇｒａｍｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
０㊀引㊀言
当前，作为舰艇平台发展的革命性技术之一的
高性能公共计算环境 已经得到了越来越多的关注㊂作为下一代舰船的信息整合与处理中心，通过 高性能公共计算环境 可以对平台内的所有资源（包括射频资源㊁面阵资源㊁信息处理资源等）进行统一任务调度和联合资源分配，以充分发挥系统整体资源优势㊂
由于具有高效性㊁稳定性㊁安全性等特点［１］，Ｌｉｎｕｘ
系统更适合于作为 高性能公共计算环境 的操作系统㊂美国的ＤＤＧ⁃１０００全舰计算环境就采用了刀片服务器架构，操作系统为ＲｅｄＨａｔＬｉｎｕｘ㊂国内的中标麒麟桌面操作系统采用强化的Ｌｉｎｕｘ内核，实现对Ｘ８６及国产ＣＰＵ平台的全面兼容㊂基于上述原因，开展了基于Ｌｉｎｕｘ操作系统开发环境的雷达全流程仿真软件开发和仿真试验，为雷达信息处理应用在Ｌｉｎｕｘ操作系统上的开发实现积累经验㊂本文针对从Ｗｉｎｄｏｗｓ到Ｌｉｎｕｘ的Ｃ程序移植，介绍了Ｌｉｎｕｘ系统的安装和开发
环境的搭建，并探讨了Ｃ程序移植的方法和经验㊂
１㊀Ｌｉｎｕｘ系统安装和开发环境搭建
１．１㊀Ｌｉｎｕｘ系统安装
在现有的Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下安装Ｌｉｎｕｘ系统有两种
方式可以选择：一是一般安装，即分配单独的硬盘分区用来安装Ｌｉｎｕｘ系统；二是虚拟机安装，即使用软件模拟一个具有完整硬件系统功能的计算机并安装Ｌｉｎｕｘ系统㊂一般安装可以实现计算机的双系统，但在使用时只能选择进入一种操作系统㊂而虚拟机安装则能保证新系统在一个完全隔离的环境中工作，虚拟机中安装和运行的应用程序就像在真正的计算机上一样㊂［２］同时，对于Ｗｉｎｄｏｗｓ用户来说，虚拟机只是物理计算机上的应用程序，即使虚拟机中安装的系统发生崩溃也不会影响物理计算机上的Ｗｉｎｄｏｗｓ系统㊂更重要的是，虚拟机安装可以实现Ｗｉｎｄｏｗｓ系统与Ｌｉｎｕｘ系统下资源的拷贝共享，有需要的话完全可以在物理计算
２６ 第３８卷㊀第２期２０１８年６月
雷达与对抗
ＲＡＤＡＲ＆ＥＣＭ
Ｖｏｌ．３８㊀Ｎｏ．２Ｊｕｎ．２０１８
机上模拟多台虚拟的计算机，并且安装好的虚拟机也可以拷贝到其他物理计算机上使用㊂因此，本文选择使用虚拟机在现有Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下安装Ｌｉｎｕｘ操作系统㊂
在当前的主流虚拟机软件中，ＶＭｗａｒｅ在多操作系统支持和执行效率上都具有比较明显的优势，因
此本文选择ＶＭｗａｒｅ软件来创建虚拟机㊂本文所使用的虚拟机安装了ＣｅｎｔＯＳ７版本的Ｌｉｎｕｘ操作系统㊂安装完成后在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下只需要打开ＶＭｗａｒｅ软件，启动虚拟机即可登录ＣｅｎｔＯＳ７，实现Ｗｉｎｄｏｗｓ与Ｌｉｎｕｘ系统的同时工作㊂在ＶＭｗａｒｅ软件中还自带了一种增强工具ＶＭｗａｒｅＴｏｏｌｓ，可以实现物理计算机
（Ｗｉｎｄｏｗｓ）和虚拟机（Ｌｉｎｕｘ）或者两台虚拟机之间的拷贝功能，方便资源共享和用户使用㊂１．２㊀开发环境搭建
Ｅｃｌｉｐｓｅ［３］是一个开源免费的基于Ｊａｖａ撰写的集成开发环境（ＩＤＥ），提供图形化的编辑和调试界面，可以跨平台，在Ｗｉｎｄｏｗｓ和Ｌｉｎｕｘ系统下都可以使用㊂另外，Ｅｃｌｉｐｓｅ本身是可扩展的开发平台，通过插件可以实现目前主流程序语言诸如Ｃ／Ｃ＋＋㊁Ｃ＃㊁Ｊａｖａ㊁ＰＨＰ㊁Ｐｙｔｈｏｎ等等的程序开发㊂因此，本文选择在Ｌｉｎｕｘ系统下安装Ｅｃｌｉｐｓｅ来进行Ｃ／Ｃ＋＋的程序开发㊂
Ｅｃｌｉｐｓｅ开发程序的流程一般为创建工程－＞创建文件－＞编辑文件－＞编译工程－＞运行或调试㊂由于本文是将Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下的Ｃ程序移植到Ｌｉｎｕｘ系统中，在创建工程后只需将编辑好的各个工程文件导入即可，再对工程进行编译㊁运行或调试㊂
２㊀Ｃ程序移植方法
在将Ｃ程序从Ｗｉｎｄｏｗｓ系统移植到Ｌｉｎｕｘ系统的过程中，由于Ｌｉｎｕｘ下ｇｃｃ默认的编译规则是比ＶＣ严格的，在ＶＣ中编译通过的程序放到Ｌｉｎｕｘ下却可能出现许多警告错误［４］㊂根据实际的Ｃ程序移植经验，在移植过程中需要注意以下几方面：
（１）确保文件名的大小写正确
虽然在Ｃ／Ｃ＋＋语言中是区分大小写的，但对于程序中包含的头文件，在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下其文件名大小写都可以正确编译，而在Ｌｉｎｕｘ系统下却必须要头文件的大小写正确㊂这是由于ｅｘｔ２文件系统对文件名的大小写敏感，避免在编译中出现不到头文件的错误㊂
（２）注意各个系统下独有的头文件
在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下，程序中通常会包含头文件 ｗｉｎｄｏｗｓ．ｈ ，若程序需要实现网络通信，则需包含头文件 ｗｉｎｓｏｃｋ２．ｈ 或者ＭＦＣ下的 ａｆｘｓｏｃｋ．ｈ ㊂这些头文件都是Ｗｉｎｄｏｗｓ系统独有的㊂因此，程序在移植到Ｌｉｎｕｘ系统后，需要将这类头文件以及一些Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的常量定义说明注释掉，并且添加Ｌｉｎｕｘ系统下对应的头文件，例如头文件 ｓｙｓ／ｓｏｃｋｅｔ．ｈ 即可支持实现网络通信㊂
（３）注意ＶＣ中独有的数据类型和关键字
ＶＣ中＿＿ｉｎｔ１６㊁＿＿ｉｎｔ３２㊁＿＿ｉｎｔ６４等独有的数据类型在Ｌｉｎｕｘ系统中编译器并不支持，无法正确识别这些数据类型㊂因此，在程序移植后可以将这些数据类型在ＶＣ中的定义语句复制到一个头文件中，并在程序中包含该头文件㊂而对于ＶＣ中独有的关键字如ＷＯＲＤ㊁ＤＷＯＲＤ㊁＿＿ａｓｍ等等，应尽量避免在程序中使用，或者在移植后用 ＃ｉｆｄｅｆ 和 ＃ｅｎｄｉｆ 重新编写㊂因此，为提高程序在不同平台之间的可移植性，在程序编写过程中应该避免直接使用各编译器独有的数据类型或关键字㊂
（４）注意修改相应函数原型
对于程序中使用标准Ｃ／Ｃ＋＋语言编写的函数，在不同系统下基本都可以适用㊂但是，对于一些系统调用函数，由于Ｌｉｎｕｘ与Ｗｉｎｄｏｗｓ有所区别，需要改变相应的函数原型㊂例如，要实现网络通信功能，在Ｗｉｎｄｏｗｓ中使用ＭＦＣ下ＣＳｏｃｋｅｔ编程，调用ＣＳｏｃｋｅｔ：：Ｃｒｅａｔｅ初始化㊁ＣＳｏｃｋｅｔ：：Ｂｉｎｄ绑定地址端口㊁ＣＳｏｃｋｅｔ：：ＳｅｎｄＴｏ发送内容㊁ＣＳｏｃｋｅｔ：：Ｃｌｏｓｅ关闭等等，而在Ｌｉｎｕｘ中相应地通过ｓｏｃｋｅｔ㊁ｂｉｎｄ㊁ｓｅｎｄｔｏ㊁ｃｌｏｓｅ等函数实现这些功能㊂若要实现文件指针的移动，在Ｌｉｎｕｘ中用ｆｓｅｅｋｏ６４函数代替Ｗｉｎｄｏｗｓ下的＿ｆｓｅｅｋｉ６４函数来将文件指针移动到指定的位置㊂在计算程序运行耗时方面，Ｗｉｎｄｏｗｓ系统使用ＱｕｅｒｙＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＦｒｅ⁃ｑｕｅｎｃｙ和ＱｕｅｒｙＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｕｎｔｅｒ函数来计时，而Ｌｉｎｕｘ系统下则可以用
ｇｅｔｔｉｍｅｏｆｄａｙ函数实现计时功能㊂因此，在程序移植中要实现相同的功能需要改变相应的函数原型㊂
（５）注意编译环境的配置
在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统中，使用ＶＣ编写的工程需要添加头文件引用路径以及库文件的引用路径和链接㊂相应地，在Ｌｉｎｕｘ系统中也要对Ｅｃｌｉｐｓｅ的编译环境进行配置㊂由于在程序中采用了ＩｎｔｅｌＩＰＰ函数库进行加速计算，并且在ＶＣ中利用ＩＰＰ的多线程静态函数库进行内部并行加速，在程序移植后也需要进行修改配置㊂因此，在Ｌｉｎｕｘ系统中需要先安装相应版本的
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蒋㊀跃㊀等㊀㊀从Ｗｉｎｄｏｗｓ到Ｌｉｎｕｘ的Ｃ程序移植研究
ＩｎｔｅｌＩＰＰ，并且在Ｅｃｌｉｐｓｅ中修改工程属性，配置ＩＰＰ的环境变量㊁头文件引用路径㊁库文件引用路径和链接㊂在配置完编译环境可以正确编译后，还需要在运行或调试配置中也相应配置ＩＰＰ的环境变量㊂（６）注意系统文件或路径
在Ｗｉｎｄｏｗｓ与Ｌｉｎｕｘ系统中，各自的路径标识符是不同的，因此程序移植后需将路径中的 ＼＼ 改为 ／ ㊂另外，由于Ｌｉｎｕｘ系统中对于文件或者目录的权限是分为拥有者㊁组和其他的，在
对文件进行写操作时需要注意修改文件或目录的权限，否则无法进行写操作㊂
以上几方面仅是实际Ｃ程序移植过程中出现的需要注意的问题㊂但是，在具体的程序移植过程中可能还会出现更多更复杂的情况，例如移植Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下用ＭＦＣ编写的图形界面程序㊁多进／线程程序等等都还需要分析程序设计结构，理解程序逻辑模块，才能更好地完成程序移植㊂
３㊀移植结果分析
某型雷达的全流程处理程序原是在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的ＶＣ中实现的，本文将其移植到Ｌｉｎｕｘ系统，程序成功编译并运行，输出结果与ＶＣ程序保持一致，成功完成移植工作㊂本文所使用的物理计算机为Ｗｉｎｄｏｗｓ系统，内存为３２ＧＢ，处理器为ｉ７⁃６７００Ｋ四核八线程；而创建的虚拟机为Ｌｉｎｕｘ系统，内存为４ＧＢ，处理器为双核㊂由于全流程处理程序运行所需内存占比较小，且程序内部仅利用双核进行并行加速，处理结果基本不受两个系统环境的计算资源影响㊂下面对两个系统下程序各功能模块的处理耗时结果进行对比分析，对比结果如表１所示㊂
表１㊀两个系统下程序各功能模块处理耗时对比
程序功能模块Ｗｉｎｄｏｗｓ耗时（ｍｓ）Ｌｉｎｕｘ耗时（ｍｓ）
读取数据４３５５０８４１４８７８
查包头３７０７４０３２
信号处理６６７７９５９５１５
点迹凝聚７４３４１２２６４
发送和记录点迹２８９５９１７０５
输出和发送视频７４１３１１１３
合计５４９８００４９３５０７㊀㊀从表１中可以看出，在读取数据上Ｌｉｎｕｘ系统耗时减少了约２０ｓ，查包头两者耗时差不多，信号处理部分Ｌｉｎｕｘ耗时减少了约７ｓ㊂虽然在点迹凝聚时
Ｌｉｎｕｘ耗时多了近５ｓ，但在发送和记录点迹以及输出和发送视频方面则有了较大提升，耗时节省了约３３ｓ㊂统计整个程序所有功能模块的处理时间，Ｌｉｎｕｘ系统的耗时比Ｗｉｎｄｏｗｓ节约了５６ｓ㊂这是由于Ｌｉｎｕｘ系统简单㊁占用内存少，可以利用最少的资源最短的时间实现所有功能，而且Ｌｉｎｕｘ系统在硬件支持和网络性能方面较Ｗｉｎｄｏｗｓ都占优势㊂
表２给出了信号处理中各功能模块的处理耗时对比㊂从中可以发现，两个系统下信号处理的各功能模块的合计耗时与表１中基本相符，且在脉冲压缩部分Ｌｉｎｕｘ的耗时减少更为明显㊂
表２㊀两个系统下信号处理各功能模块处理耗时对比信号处理功能模块Ｗｉｎｄｏｗｓ耗时（ｍｓ）Ｌｉｎｕｘ耗时（ｍｓ）舰速补偿３０６２３４５３
窄脉冲剔除８９３７１２２５０
脉冲压缩３１１６５２１９８２
反异步１６９６９１４１９３
ＭＴＩ４０８４４９９４
合计６４２１７５６８７２４㊀结束语
本文针对从Ｗｉｎｄｏｗｓ到Ｌｉｎｕｘ的Ｃ程序移植，介绍了Ｌｉｎｕｘ系统的安装和开发环境的搭建，根据实际程序移植经验给出了Ｃ程序移植的方法和需要注意的问题，同时对实际程序各功能模块的处理耗时结果进行了对比分析，程序在Ｌｉｎｕｘ系统下耗时更短㊂
参考文献：
［１］㊀黄世杰．ＬＩＮＵＸ系统安全研究［Ｄ］．南京理工大学，２００５．
［２］㊀翟文彬，李爽．虚拟机技术在Ｌｉｎｕｘ操作系统中的应用［Ｊ］．计算机光盘软件与应用，２０１３
（１０）：８４⁃８５．
［３］㊀刘洪星，谢玉山．Ｅｃｌｉｐｓｅ开发平台及其应用［Ｊ］．武汉理工大学学报（信息与管理工程版），
２００５，２７（２）：８９⁃９２．
［４］㊀肖竟华．Ｗｉｎｄｏｗｓ和Ｌｉｎｕｘ动态链接库研究及应用［Ｊ］．电脑与信息技术，２００５，１３（２）：２５⁃２８．
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雷达与对抗㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年㊀㊀第２期