linux系统调用和文件操作
LinuxC讲解系统调用readdir,readdir_r以及如何遍历目录下的所有文件
LinuxC讲解系统调⽤readdir,readdir_r以及如何遍历⽬录下的所有⽂件readdir与readdir_r简要说明readdir可以⽤来遍历指定⽬录路径下的所有⽂件。
不过，不包含⼦⽬录的⼦⽂件，如果要递归遍历，可以使⽤深度遍历，或者⼴度遍历算法。
readdir_r 是readdir的可重⼊版本，线程安全。
readdir因为直接返回了⼀个static的struct dirent，因此是⾮线程安全。
readdir如何遍历⽬录⼦⽂件？1. opendir打开⽬录opendir有2个版本：opendir，fopendir。
前者参数为⽬录对应字符串，后者参数为⽬录对应已打开⽂件描述符。
#include <sys/types.h>#include <dirent.h>DIR *opendir(const char *name);DIR *fdopendir(int fd);⽤法模型：DIR *dirp;const char *base_dir = "/home/martin/document";if ((dirp = opendir(base_dir)) != NULL) {perror("opendir error");return -1;}// 调⽤readdir遍历⽬录⼦⽂件...closedir(base_dir);2. readdir遍历⽬录⼦⽂件readdir需要⼀个已打开（调⽤opendir）的DIR对象作为参数。
#include <dirent.h>struct dirent *readdir(DIR *dirp);int readdir_r(DIR *dirp, struct dirent *entry, struct dirent **result);dirent 结构定义struct dirent {ino_t d_ino; /* inode number i节点编号 */off_t d_off; /* not an offset; see NOTES 早期⽂件系统中，telldir返回⽂件在⽬录内的偏移 */unsigned short d_reclen; /* length of this record dirent 记录的实际长度 */unsigned char d_type; /* type of file; not supportedby all filesystem types ⽂件类型 */char d_name[256]; /* filename ⽂件名 */};成员介绍：d_ino i节点编号，操作系统⽤来识别⽂件的，每个⽂件都有⼀个inode number（参见）d_off 早期⽂件系统中，⽂件系统使⽤平⾯表格，telldir返回⽂件在⽬录内的偏移，⽽d_off就代表这个偏移的缓存。
Linux内核中系统调用详解
Linux内核中系统调用详解什么是系统调用?（Linux）内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，称为系统调用。
用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。
从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。
区别仅仅在于，系统调用由（操作系统）核心提供，运行于核心态;而普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。
随Linux核心还提供了一些（C语言）函数库，这些库对系统调用进行了一些包装和扩展，因为这些库函数与系统调用的关系非常紧密，所以习惯上把这些函数也称为系统调用。
为什么要用系统调用?实际上，很多已经被我们习以为常的C语言标准函数，在Linux 平台上的实现都是靠系统调用完成的，所以如果想对系统底层的原理作深入的了解，掌握各种系统调用是初步的要求。
进一步，若想成为一名Linux下（编程）高手，也就是我们常说的Hacker，其标志之一也是能对各种系统调用有透彻的了解。
即使除去上面的原因，在平常的编程中你也会发现，在很多情况下，系统调用是实现你的想法的简洁有效的途径，所以有可能的话应该尽量多掌握一些系统调用，这会对你的程序设计过程带来意想不到的帮助。
系统调用是怎么工作的?一般的，进程是不能访问内核的。
它不能访问内核所占内存空间也不能调用内核函数。
（CPU）（硬件）决定了这些(这就是为什么它被称作"保护模式")。
系统调用是这些规则的一个例外。
其原理是进程先用适当的值填充（寄存器），然后调用一个特殊的指令，这个指令会跳到一个事先定义的内核中的一个位置(当然，这个位置是用户进程可读但是不可写的)。
在（Intel）CPU中，这个由中断0x80实现。
硬件知道一旦你跳到这个位置，你就不是在限制模式下运行的用户，而是作为操作系统的内核--所以你就可以为所欲为。
进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。
这个过程检查系统调用号，这个号码告诉内核进程请求哪种服务。
然后，它查看系统调用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。
linux命令操作手册
linux命令操作手册一、文件操作1.1 创建文件：使用touch命令可以创建一个空文件，语法为“touch 文件名”。
1.2 编辑文件：使用文本编辑器（如vi、nano等）可以编辑文件，语法为“编辑器文件名”。
1.3 复制文件：使用cp命令可以复制文件，语法为“cp 源文件目标文件”。
1.4 移动文件：使用mv命令可以移动文件，语法为“mv 源文件目标目录”。
1.5 删除文件：使用rm命令可以删除文件，语法为“rm 文件名”。
二、目录操作2.1 创建目录：使用mkdir命令可以创建目录，语法为“mkdir 目录名”。
2.2 删除目录：使用rmdir命令可以删除目录，语法为“rmdir 目录名”。
2.3 移动目录：使用mv命令可以移动目录，语法为“mv 目录名目标目录”。
2.4 复制目录：使用cp命令可以复制目录，语法为“cp -r 源目录目标目录”。
三、文本操作3.1 查看文件内容：使用cat命令可以查看文件内容，语法为“cat 文件名”。
3.2 编辑文件内容：使用文本编辑器（如vi、nano等）可以编辑文件内容。
3.3 查找文本：使用grep命令可以查找文本，语法为“grep '查找内容' 文件名”。
3.4 替换文本：使用sed命令可以替换文本，语法为“sed 's/查找内容/替换内容/g' 文件名”。
四、压缩与解压4.1 压缩文件：使用tar命令可以压缩文件，语法为“tar -czvf 压缩文件名.tar.gz 源文件或目录名”。
4.2 解压文件：使用tar命令可以解压文件，语法为“tar -xzf 压缩文件名.tar.gz”。
五、文件查找5.1 查找文件：使用find命令可以查找文件，语法为“find 查找路径-name '文件名'”。
5.2 查找目录：使用find命令可以查找目录，语法为“find 查找路径-type d -name '目录名'”。
系统调用知识点总结
系统调用知识点总结一、系统调用的概念系统调用是操作系统内核提供给用户程序的接口，用于访问操作系统内核提供的服务和资源。
操作系统提供了各种系统调用，包括文件操作、进程管理、网络通信、内存管理、设备管理等。
用户程序通过系统调用可以向操作系统请求服务，比如打开文件、创建进程、发送网络数据等。
系统调用是用户程序和操作系统内核之间的桥梁，它为用户程序提供了访问操作系统内核功能的途径。
二、系统调用的实现原理系统调用的实现原理涉及到用户态和内核态的切换。
当用户程序执行系统调用时，会触发处理器从用户态切换到内核态，然后执行相应的内核代码。
在Linux系统中，系统调用的实现原理一般包括以下几个步骤：1. 用户程序通过系统调用指令（比如int 0x80或syscall指令）发起系统调用请求。
2. 处理器从用户态切换到内核态，执行相应的内核代码。
3. 内核根据系统调用号（syscall number）找到相应的系统调用处理函数。
4. 内核执行系统调用处理函数，完成相应的操作。
5. 内核将处理结果返回给用户程序，然后从内核态切换回用户态。
三、系统调用的调用方式系统调用的调用方式包括直接调用、库函数封装和系统命令等。
用户程序可以通过直接调用系统调用指令来执行系统调用，也可以通过库函数封装的方式来调用系统调用，比如C 标准库中的文件操作函数（如open、read、write等）就是封装了系统调用的库函数，用户程序可以直接调用这些库函数来进行文件操作。
此外，用户程序还可以通过系统命令来触发系统调用，比如在命令行中使用cat命令来读取文件就是通过系统命令来触发系统调用。
四、常用系统调用常用系统调用包括文件操作、进程管理、网络通信、内存管理、设备管理等。
在Linux系统中，常见的系统调用包括：1. 文件操作系统调用：open、read、write、close、lseek等。
2. 进程管理系统调用：fork、exec、wait、exit等。
linux应用程序的编写实验原理
Linux应用程序的编写实验原理1. 概述本文档旨在介绍Linux应用程序的编写实验原理。
Linux是一种开源操作系统，拥有强大的稳定性和灵活性，因此在开发应用程序时，使用Linux作为开发平台是很常见的选择。
本文将介绍Linux应用程序的基本概念和原理，并提供一些编写实验的指导。
2. Linux应用程序概念Linux应用程序是为Linux操作系统编写的软件程序。
它们通过使用系统调用和相关的库函数与操作系统进行交互。
Linux应用程序可以包括命令行工具、图形界面程序和服务器端应用程序等。
3. Linux应用程序编写原理要编写一个Linux应用程序，需要掌握以下原理：3.1 系统调用系统调用是Linux应用程序与操作系统之间的接口。
通过系统调用，应用程序可以请求操作系统提供各种服务，如文件操作、进程管理、网络通信等。
常用的系统调用包括open、read、write、fork、exec等。
3.2 进程和线程管理Linux应用程序是以进程或线程的形式运行的。
进程是一个独立的执行实体，拥有自己的地址空间和系统资源。
线程是进程内的一个执行单元，多个线程可以共享同一进程的资源。
编写Linux应用程序时，需要了解进程和线程的创建、销毁和调度等管理操作。
3.3 文件操作Linux应用程序可以通过文件操作来读写文件。
文件可以是文本文件、二进制文件、设备文件等。
在编写应用程序时，需要使用相关的系统调用和库函数，如open、read、write、close等，来进行文件的打开、读写和关闭操作。
3.4 网络通信Linux应用程序可以通过网络进行通信。
常用的网络通信方式包括套接字编程和网络协议。
套接字编程提供了一种通用的网络编程接口，可以实现不同主机之间的数据传输。
网络协议则规定了数据在网络中的传输方式和格式。
编写网络应用程序需要了解套接字编程和网络协议。
3.5 图形界面编程Linux应用程序可以利用图形界面提供用户友好的交互方式。
linux 读取文件的原理
linux 读取文件的原理
Linux 读取文件的原理主要涉及到操作系统、文件系统和硬件等多个方面。
下面是一个简要的概述：
1.文件系统：Linux 系统使用的是类Unix 的文件系统，称为Ext4。
文件系统负责管理文件在硬盘上的存储和访问，以及文件的权限和属性等信息。
当一个程序试图读取一个文件时，文件系统会接收到这个请求，并查找文件在硬盘上的位置。
2.打开文件：要读取一个文件，首先需要打开这个文件。
在Linux 中，打开文件是通过系统调用（如open() 或fopen()）实现的。
这些系统调用会向操作系统发出请求，请求中包含文件名和打开文件的模式（例如只读、写入等）。
操作系统会查找文件并返回一个文件描述符，这个文件描述符是一个整数，用于标识已经打开的文件。
3.读取文件数据：一旦文件被打开，就可以通过系统调用（如read() 或fread()）来读取文件的内容。
这些系统调用会向操作系统发出请求，请求中包含文件描述符、读取的起始位置和要读取的字节数。
操作系统会将读取的请求传递给硬件，硬件会从硬盘中读取相应的数据，并将其存储在内存中。
4.关闭文件：当读取完文件后，需要通过系统调用（如close() 或fclose()）来关闭文件。
这个系统调用会将文件描述符释放回操作系统，以便其他程序可以使用它。
linux 系统调用流程
linux 系统调用流程Linux系统调用流程一、引言Linux是一种自由开源的操作系统，其核心部分是内核。
内核负责管理计算机的硬件资源，并提供各种系统调用供用户程序使用。
本文将介绍Linux系统调用的流程，包括用户程序如何通过系统调用接口向内核发起请求以及内核如何处理这些请求。
二、系统调用的定义系统调用是用户程序与内核之间的接口。
用户程序通过调用特定的系统调用函数来请求内核执行某些操作，例如读写文件、创建进程等。
内核接收到这些请求后，会进行相应的处理并返回结果给用户程序。
三、系统调用的流程1. 用户程序发起系统调用请求用户程序通过调用系统调用函数向内核发起请求。
这些系统调用函数通常由C库提供，并在用户程序中使用。
用户程序需要提供相应的参数，以告知内核所需的操作类型和操作对象。
2. 用户程序转入内核态用户程序发起系统调用请求后，会进入内核态。
在内核态下，用户程序的权限更高，可以执行一些普通用户无法执行的操作，例如访问硬件资源。
3. 内核处理系统调用请求内核接收到系统调用请求后，会根据请求的类型和参数进行相应的处理。
内核会首先检查请求的合法性，验证用户程序的权限和参数的有效性。
如果请求合法，内核会执行相应的操作；如果请求非法，内核会返回错误信息给用户程序。
4. 内核执行系统调用操作内核根据系统调用请求的类型和参数执行相应的操作。
例如，如果用户程序请求打开一个文件，内核会检查文件是否存在，并分配相应的文件描述符。
如果用户程序请求创建一个进程，内核会为进程分配资源并初始化进程上下文。
5. 内核返回结果给用户程序内核在执行完系统调用操作后，会将结果返回给用户程序。
如果操作成功，内核会返回相应的数据或完成状态；如果操作失败，内核会返回错误码，用户程序可以根据错误码进行相应的处理。
6. 用户程序继续执行用户程序在接收到内核返回的结果后，会根据结果进行相应的处理。
如果操作成功，用户程序可以继续执行后续的逻辑；如果操作失败，用户程序可以根据错误码采取相应的措施，例如重新尝试或向用户报告错误信息。
Linux（CC++）下的文件操作open、fopen与freopen
Linux（CC++）下的⽂件操作open、fopen与freopenopen是下的底层系统调⽤函数，fopen与freopen c/c++下的标准I/O库函数，带输⼊/输出缓冲。
linxu下的fopen是open的封装函数，fopen最终还是要调⽤底层的系统调⽤open。
所以在linux下如果需要对设备进⾏明确的控制，那最好使⽤底层系统调⽤（open），open对应的⽂件操作有：close, read, write,ioctl 等。
fopen 对应的⽂件操作有：fclose, fread, fwrite, freopen, fseek, ftell, rewind等。
freopen⽤于重定向输⼊输出流的函数,该函数可以在不改变代码原貌的情况下改变输⼊输出环境，但使⽤时应当保证流是可靠的。
详细见第3部分。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------open和fopen的区别：1,fread是带缓冲的,read不带缓冲.2,fopen是标准c⾥定义的,open是POSIX中定义的.3,fread可以读⼀个结构.read在linux/unix中读⼆进制与普通⽂件没有区别.4,fopen不能指定要创建⽂件的权限.open可以指定权限.5,fopen返回⽂件指针,open返回⽂件描述符(整数).6,linux/unix中任何设备都是⽂件,都可以⽤open,read.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1、open系统调⽤（linux）需要包含头⽂件：#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>函数原型：int open( const char * pathname, int oflags);int open( const char * pathname,int oflags, mode_t mode);mode仅当创建新⽂件时才使⽤，⽤于指定⽂件的访问权限。
Linux常见命令使用方法
Linux常见命令使用方法Chapter 1 介绍Linux常见命令是指Linux操作系统中常用的一些命令，它们可以帮助用户在Linux系统上进行各种操作。
这些命令具有很强的专业性，对于Linux系统的管理者和开发人员来说是必不可少的工具。
本文将介绍一些常见的Linux命令及其使用方法，包括文件和目录操作、系统管理、软件安装和网络配置等方面的内容。
Chapter 2 文件和目录操作2.1 cd命令cd命令是Linux中进入目录的命令。
在Linux中，所有的文件和目录都是以根目录“/”为开始的。
如果想要进入某个目录，可以使用cd命令。
例如，如果想要进入主目录，可以使用以下命令：cd ~如果想要进入某个子目录，可以使用以下命令：cd 目录路径2.2 ls命令ls命令可以列出指定目录中的所有文件和子目录。
例如，如果要列出当前目录中的所有文件和子目录，可以使用以下命令：ls如果想要列出指定目录中的所有文件和子目录，可以使用以下命令：ls 目录路径2.3 mkdir命令mkdir命令可以创建新目录。
例如，如果想要在当前目录下创建一个名为“test”的目录，可以使用以下命令：mkdir test2.4 rm命令rm命令可以删除指定的文件或目录。
例如，如果要删除一个名为“example.txt”的文件，可以使用以下命令：rm example.txt如果想要删除整个目录及其子目录，可以使用以下命令：rm -rf 目录路径Chapter 3 系统管理3.1 su命令su命令可以用于切换用户，例如从普通用户切换到超级用户。
例如，如果要切换到超级用户，可以使用以下命令：su在输入密码后就可以切换到超级用户了。
3.2 sudo命令sudo命令可以用于在不切换用户的情况下执行超级用户身份的操作。
例如，如果要以超级用户身份执行apt-get install命令来安装软件，可以使用以下命令：sudo apt-get install 软件包名3.3 ps命令ps命令可以显示当前系统中正在运行的进程。
Linux文件系统操作命令
Linux文件系统操作命令Linux文件系统操作命令大全Linux命令有很多，那么Linux文件系统操作命令又有哪些呢?下面YJBYS店铺为你介绍!文件系统操作命令：1. cat：可以显示文件的内容(经常和more搭配使用)，或将多个文件合并成一个文件。
2. chgrp：用来改变文件或目录所属的用户组，命令的参数以空格分开的要改变属组的文件列表，文件名支持通配符，如果用户不是该文件的所有者，则不能改变该文件的所属组。
3. chmod：用于改变文件或目录的访问权限，该命令有两种用法：一种是使用图形化的方法，另一种是数字设置法。
4. chown：用来将指定用户或组为特定的所有者。
用户可以设置为用户名或用户ID，组可以是组名或组ID。
特定的文件是以空格分开的可以改变权限的文件列表，文件名支持通配符。
5. clear：用来清除终端屏幕。
6. cmp：用来比较两个文件的大小。
7. cp：(copy)可以将文件或目录复制到其他目录中，就如同Dos 下的copy命令一样，功能非常强大。
在使用cp命令时，只需要指定源文件名或目标目录即可。
8. cut：用来移除文件的部分内容。
9. diff：用来找出两个文件的不同之处。
10. du：用来显示磁盘的剩余空间的大小。
11. file：用来显示文件的类型。
12. find：用来在目录中搜索文件，并执行指定的操作。
13. head：只查看文件的头几行内容，而不必浏览整个文件。
14. ln：可以在文件之间创建链接，实际上是给某个文件指定一个访问它的别名。
15. less：用法与more类似，可以查看超过一屏的文件内容，不同的是less除了可以按空格键向下显示文件外，还可以利用方向键来滚动显示文件，要结束浏览，只要在less的提示符“：”后按Q即可。
16. locate：可用于查找文件，且比find命令的搜索速度快。
17. ls(list)：用来显示当前目录中的文件和子目录列表。
linux系统调用 api 手册
linux系统调用 api 手册【实用版】目录I.Linux 系统调用 API 手册概述II.Linux 系统调用 API 的功能III.Linux 系统调用 API 的使用方法IV.Linux 系统调用 API 的示例正文I.Linux 系统调用 API 手册概述Linux 系统调用 API 手册是指提供了一系列用于在 Linux 系统中调用系统功能的 API 函数。
这些 API 函数可以让程序员在编写程序时，更加方便、高效地与 Linux 系统进行交互，实现各种系统操作。
II.Linux 系统调用 API 的功能Linux 系统调用 API 的功能主要包括以下几个方面：1.文件操作：包括文件的打开、关闭、读取、写入等操作。
2.进程管理：包括进程的创建、终止、切换等操作。
3.系统管理：包括系统时间的获取、设置，内存的管理等操作。
4.网络操作：包括网络套接字的创建、连接、接收、发送等操作。
III.Linux 系统调用 API 的使用方法要使用 Linux 系统调用 API，首先需要在程序中包含相应的头文件，然后调用相应的函数。
例如，要使用文件操作相关的 API，需要在程序中包含`<unistd.h>`头文件，然后调用如`open()`、`read()`、`write()`等函数。
IV.Linux 系统调用 API 的示例以下是一个简单的使用 Linux 系统调用 API 的示例，该示例展示了如何使用`read()`和`write()`函数实现文件的读写操作：```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main() {int fd = open("example.txt", O_RDWR);if (fd < 0) {perror("Error opening file");return -1;}char buffer[1024];if (read(fd, buffer, 1024) < 0) {perror("Error reading from file");return -1;}printf("Content of file: %s", buffer);char new_content[1024] = "Hello, world!";if (write(fd, new_content, 1024) < 0) {perror("Error writing to file");return -1;}printf("New content written to file.");close(fd);return 0;}```在这个示例中，我们首先使用`open()`函数打开名为`example.txt`的文件，然后使用`read()`函数从文件中读取内容，使用`write()`函数向文件中写入新内容。
01-POSIX 文件操作
creat函数
可用creat函数创建一个新文件. #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> int creat(const char*pathname,mode_t mode); 返回:若成功为只写打开的文件描述符,若出错为‐ 1. 注意,此函数等效于: open(pathname,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode); creat的一个不足之处是它以只写方式打开所创建的文件.
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文件描述符
对于内核而言,所有打开文件都由文件描述符引 用.文件描述符是一个非负整数.当打开一个现存文 件或创建一个新文件时,内核向进程返回一个文件描 述符.当读,写一个文件时,用open或creat返回 的文件描述符标识该文件,将其作为参数传送给rea d或write.
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write函数
对于普通文件,写操作从文件的当前位移量处开 始.如果在打开该文件时,指定了O_APPEND选 择项,则在每次写操作之前,将文件位移量设置在文 件的当前结尾处.在一次成功写之后,该文件位移量 增加实际写的字节数. 见例:write.c
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fcntl函数
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文件状态
O_RDONLY O_WRONLY O_RDWR O_APPEND O_NONBLOCK O_SYNC O_ASYNC
标志说明
只读打开 只写打开 读/写打开 写时都添加至文件尾 非阻塞方式 等待写完成 异步I/O
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Linux命令高级技巧使用strace命令进行系统调用跟踪
Linux命令高级技巧使用strace命令进行系统调用跟踪Linux命令高级技巧：使用strace命令进行系统调用跟踪在Linux系统中，strace是一种非常有用的调试工具，它可以帮助开发者追踪并分析应用程序与操作系统之间的系统调用。
本文将介绍如何使用strace命令进行系统调用跟踪，并分享一些高级技巧。
一、什么是系统调用（System Call）？系统调用是操作系统提供给应用程序访问其服务的接口。
当应用程序需要操作底层硬件设备、进行文件读写、执行进程管理等操作时，通常需要通过系统调用来向操作系统发出请求。
而strace命令可以帮助我们追踪并记录这些系统调用的执行情况。
二、strace命令的基本用法1. 安装strace命令首先，确保你的系统中已经安装了strace命令。
在大多数Linux发行版中，可以使用以下命令安装：```sudo apt-get install strace # Debian/Ubuntusudo yum install strace # Red Hat/CentOSsudo dnf install strace # Fedora```2. 执行strace命令要追踪某个应用程序的系统调用，可以使用以下命令格式：```strace <command>```例如，要追踪ls命令的系统调用，可以运行：```strace ls```3. 查看系统调用运行strace命令后，它会输出一系列关于系统调用的信息，包括调用的函数、参数、返回值等。
通过分析这些信息，我们可以了解应用程序与操作系统之间的交互过程。
三、高级技巧：使用strace命令进行调试除了基本的使用方法外，strace还提供了一些高级技巧和选项，用于更详细地分析和调试应用程序的系统调用。
1. 跟踪某个系统调用有时候我们只关心某个特定的系统调用，可以使用`-e`选项来进行筛选。
例如，只跟踪`open`系统调用可以运行：```strace -e open ls```在输出中，只会显示`open`系统调用相关的信息。
系统调用和库函数
系统调用和库函数一、系统调用系统调用是操作系统提供给应用程序的接口，它允许应用程序请求操作系统执行某些特权操作，例如读写文件、创建进程、打开网络连接等。
在Linux系统中，系统调用是通过软中断来实现的。
1.1 系统调用的分类Linux系统中有很多种类型的系统调用，按照功能可以分为以下几类：1. 进程控制类：如fork()、exec()等；2. 文件操作类：如open()、read()、write()等；3. 设备操作类：如ioctl()、mmap()等；4. 网络通信类：如socket()、connect()等；5. 内存管理类：如mmap()、brk()等。
1.2 系统调用的使用方法在C语言中，可以使用unistd.h头文件中定义的函数来进行系统调用。
例如：#include <unistd.h>int main(){char buf[1024];int fd = open("test.txt", O_RDONLY);read(fd, buf, sizeof(buf));close(fd);return 0;}上面的代码就是使用了open()和read()两个系统调用来读取一个文本文件。
二、库函数库函数是一组预先编写好的函数集合，可以被应用程序直接调用。
库函数通常被编译成动态链接库或静态链接库，以便于应用程序使用。
在Linux系统中，常见的库函数有标准C库函数、数学库函数、字符串处理库函数等。
2.1 标准C库函数标准C库函数是C语言提供的一组基本的函数，包括输入输出、字符串处理、内存管理等方面。
在Linux系统中，标准C库通常是glibc。
下面是一些常用的标准C库函数：1. 输入输出类：printf()、scanf()、fopen()、fclose()等；2. 字符串处理类：strcpy()、strcat()、strlen()等；3. 内存管理类：malloc()、calloc()、realloc()等。
操作系统实验5文件系统：Linux文件管理
(1)掌握Linux 提供的文件系统调用的使用方法；
(2)熟悉文件和目录操作的系统调用用户接口；
(3)了解操作系统文件系统的工作原理和工作方式。
(1) 利用Linux 有关系统调用函数编写一个文件工具filetools，要求具有下列功能：***********
0. 退出
1. 创建新文件
2. 写文件
3. 读文件
4. 复制文件
5. 修改文件权限
6. 查看文件权限
7. 创建子目录
8. 删除子目录
9. 改变当前目录到指定目录
10. 链接操作
通过这次实验掌握Linux 提供的文件系统调用的使用方法；熟悉文件和目录操作的调用用户接口，了解操作系统文件系统的工作原理和工作方式。
linux系统命令和系统调用之间的关系
Linux系统命令和系统调用是操作系统中的两个重要概念，它们之间有着密切的联系和互相依赖。
本文将详细介绍Linux系统命令和系统调用之间的关系。
1. 概念解析- Linux系统命令：Linux系统命令是用户通过终端或者脚本等方式输入给操作系统的指令，用于执行特定的操作。
它们是用户与操作系统交互的接口，可以对系统进行管理和控制。
Linux系统命令通常以可执行文件的形式存在，如ls、cd、mkdir等。
- 系统调用：系统调用是操作系统提供给应用程序的编程接口。
应用程序通过系统调用请求操作系统执行特定的功能，如文件读写、进程管理等。
系统调用是用户空间与内核空间之间的桥梁，实现了用户程序对底层资源的访问。
2. 命令与系统调用的执行过程当用户在终端输入一个命令时，该命令会经历如下过程： - 解析命令：操作系统解析用户输入的命令，确定要执行的具体操作。
- 执行命令：操作系统根据命令的要求执行相应的操作，可能需要进行一系列的系统调用。
- 返回结果：操作系统将执行结果返回给用户，用户可以根据返回结果做进一步的处理。
3. 命令与系统调用的关系Linux系统命令和系统调用之间存在着以下关系：- 命令封装系统调用：Linux系统命令往往是对一个或多个系统调用的封装。
命令将一系列的系统调用组合起来，以完成特定的功能。
例如，ls命令实际上是通过系统调用opendir、readdir 等来读取目录中的文件信息。
- 命令依赖系统调用：Linux系统命令执行过程中需要依赖系统调用来操作底层资源。
命令通过系统调用来访问文件、创建进程、分配内存等。
系统调用提供了访问底层资源的接口，使得命令能够完成相应的操作。
- 命令扩展系统调用：有些命令需要特殊的功能，而这些功能在标准的系统调用中并没有提供。
此时，命令可以通过扩展系统调用的方式来实现。
命令可以使用特定的系统调用接口，向操作系统请求新增的功能。
4. 命令与系统调用的示例以创建文件为例，介绍命令和系统调用之间的关系： - 命令方式：用户可以通过命令touch filename创建一个新文件。
linux操作系统原理
linux操作系统原理Linux操作系统是一种开源的、多用户、多任务的操作系统，基于Unix的设计理念和技术，由芬兰的林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）在1991年首次发布。
其原理主要包括以下几个方面：1. 内核与外壳：Linux操作系统的核心是Linux内核，负责管理计算机的资源并为用户程序提供服务。
外壳（Shell）则是用户与内核之间的接口，提供命令行或图形用户界面供用户操作系统。
2. 多用户和多任务：Linux支持多用户和多任务，可以同时运行多个用户程序，并为每个用户分配资源。
多任务由调度器负责，按照一定的算法将CPU时间片分配给各个任务，以提高系统的利用率。
3. 文件系统：Linux采用统一的文件系统作为数据的存储与管理方式。
文件系统将计算机中的存储设备抽象成为一个层次化的文件和目录结构，使用户可以方便地访问和管理文件。
4. 设备管理：Linux操作系统通过设备驱动程序管理计算机的外部设备，如键盘、鼠标、打印机等。
每个设备都有相应的驱动程序，将硬件操作转换成可供内核或用户程序调用的接口。
5. 系统调用：Linux操作系统提供了一组系统调用接口，允许用户程序通过调用这些接口来访问内核提供的功能。
常见的系统调用包括文件操作、进程管理、内存管理等，通过系统调用可以使用户程序与操作系统进行交互。
6. 网络支持：Linux操作系统具有强大的网络功能，支持网络协议栈和网络设备驱动程序。
Linux可以作为服务器提供各种网络服务，如Web服务器、数据库服务器等。
7. 安全性：Linux操作系统注重安全性，提供了许多安全机制来保护系统和数据。
例如，文件权限控制、访问控制列表、加密文件系统等可以保护文件的机密性和完整性；防火墙和入侵检测系统可以保护网络安全。
总之，Linux操作系统具有高度的可定制性、稳定性和安全性，适用于服务器、嵌入式设备和个人计算机等各种场景。
在开源社区的支持下，Linux不断发展壮大，成为当今最受欢迎的操作系统之一。
linux系统框架介绍
linux系统框架介绍Linux系统框架介绍Linux是一种开源的操作系统，其设计基于Unix操作系统，并且具有高度的可定制性和灵活性。
Linux系统的框架是其架构的基础，它定义了系统的组织结构和各个组件之间的关系。
在本文中，我们将对Linux系统的框架进行详细介绍。
Linux系统的框架可以分为五个主要部分：内核空间、系统调用接口、标准C库、Shell和应用程序。
1. 内核空间：Linux内核是操作系统的核心部分，它提供了各种基本功能，如进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动程序等。
内核空间是内核代码运行的环境，只能被特权进程访问。
内核空间包含了多个子系统，每个子系统负责特定的功能，通过模块化的方式组织起来，使得内核具有高度的可扩展性和可定制性。
2. 系统调用接口：系统调用是用户程序与内核之间的接口，它允许用户程序访问内核提供的功能。
Linux系统提供了大量的系统调用，包括文件操作、进程管理、网络通信等。
用户程序通过调用系统调用接口来请求内核执行特定的操作，内核在接收到请求后执行相应的功能并返回结果。
3. 标准C库：标准C库是一组函数库，提供了一些常用的函数和工具，以帮助程序员开发应用程序。
标准C库提供了对C语言标准函数的封装和扩展，使得开发者可以更方便地编写应用程序。
在Linux系统中，常用的标准C库是GNU C库（glibc），它是一个功能强大的库，包含了大量的函数和工具。
4. Shell：Shell是Linux系统的命令行解释器，它允许用户通过输入命令来与系统交互。
Shell解释器接收用户输入的命令，并将其解释为相应的系统调用或应用程序。
Linux系统中常用的Shell解释器有Bash、Csh、Ksh等。
Shell提供了丰富的命令和功能，使得用户可以通过命令行方式完成各种任务。
5. 应用程序：应用程序是用户直接使用的软件，可以是系统自带的工具，也可以是用户自己开发的程序。
Linux系统提供了大量的应用程序，包括文本编辑器、图形界面工具、网络应用等。
linux常用语法
linux常用语法Linux是一种开源的操作系统，广泛应用于服务器和个人电脑等领域。
了解Linux常用的语法和命令，可以帮助用户更好地使用和管理系统。
本文将介绍一些常用的Linux语法，包括文件操作、目录管理、文本处理、进程管理和网络配置等方面。
一、文件操作1. 创建文件：使用touch命令可以创建一个新的空文件，例如touch file.txt。
2. 复制文件：使用cp命令可以复制一个文件到指定的目录，例如cp file.txt /home/user/。
3. 移动文件：使用mv命令可以将文件移动到指定的目录，例如mv file.txt /home/user/。
4. 删除文件：使用rm命令可以删除一个文件，例如rm file.txt。
5. 查看文件内容：使用cat命令可以查看文件的内容，例如cat file.txt。
6. 查找文件：使用find命令可以在指定目录下查找文件，例如find /home -name "file.txt"。
二、目录管理1. 创建目录：使用mkdir命令可以创建一个新的目录，例如mkdir mydir。
2. 切换目录：使用cd命令可以切换到指定的目录，例如cd/home/user/。
3. 查看当前目录：使用pwd命令可以查看当前所在的目录，例如pwd。
4. 列出目录内容：使用ls命令可以列出当前目录的内容，例如ls。
5. 删除目录：使用rmdir命令可以删除一个空目录，例如rmdir mydir。
6. 复制目录：使用cp命令的-r选项可以复制一个目录及其内容，例如cp -r mydir /home/user/。
三、文本处理1. 查找关键词：使用grep命令可以在文件中查找包含指定关键词的行，例如grep "keyword" file.txt。
2. 替换文本：使用sed命令可以替换文件中的文本，例如sed 's/old/new/g' file.txt。
Linux系统调用
Linux系统调⽤所谓系统调⽤是指操作系统提供给⽤户程序调⽤的⼀组“特殊”接⼝，⽤户程序可以通过这组“特殊”接⼝来获得操作系统内核提供的服务。
例如⽤户可以通过进程控制相关的系统调⽤来创建进程、实现进程调度、进程管理等。
在这⾥，为什么⽤户程序不能直接访问系统内核提供的服务呢？这是由于在 Linux 中，为了更好地保护内核空间，将程序的运⾏空间分为内核空间和⽤户空间（也就是常称的内核态和⽤户态），它们分别运⾏在不同的级别上，在逻辑上是相互隔离的。
因此，⽤户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也⽆法使⽤内核函数，它们只能在⽤户空间操作⽤户数据，调⽤⽤户空间的函数。
但是，在有些情况下，⽤户空间的进程需要获得⼀定的系统服务（调⽤内核空间程序），这时操作系统就必须利⽤系统提供给⽤户的“特殊接⼝”——系统调⽤规定⽤户进程进⼊内核空间的具体位置。
进⾏系统调⽤时，程序运⾏空间需要从⽤户空间进⼊内核空间，处理完后再返回到⽤户空间。
Linux 系统调⽤部分是⾮常精简的系统调⽤（只有 250 个左右），它继承了 UNIX 系统调⽤中最基本和最有⽤的部分。
这些系统调⽤按照功能逻辑⼤致可分为进程控制、进程间通信、⽂件系统控制、系统控制、存储管理、⽹络管理、socket 控制、⽤户管理等⼏类。
在 Linux 中对⽬录和设备的操作都等同于⽂件的操作，因此，⼤⼤简化了系统对不同设备的处理，提⾼了效率。
Linux 中的⽂件主要分为 4种：普通⽂件、⽬录⽂件、链接⽂件和设备⽂件。
那么，内核如何区分和引⽤特定的⽂件呢？这⾥⽤到的就是⼀个重要的概念——⽂件描述符。
对于 Linux ⽽⾔，所有对设备和⽂件的操作都使⽤⽂件描述符来进⾏的。
⽂件描述符是⼀个⾮负的整数，它是⼀个索引值，并指向内核中每个进程打开⽂件的记录表。
当打开⼀个现存⽂件或创建⼀个新⽂件时，内核就向进程返回⼀个⽂件描述符；当需要读写⽂件时，也需要把⽂件描述符作为参数传递给相应的函数。
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零、本课程能学到的内容
1、文件系统及文件的IO操作。
2、linux的多进程编程。
3、linux的多线程编程。
4、进程及线程之间的同步和异步通信
5、linux的网络编程（编写服务器、客户端、TCP、UDP程序）。
一、linux的系统调用
用户程序通过软中断的方式，让cpu切换到内核态运行，数据就借此传输。
对于CPU来说，它不知道现在运行是用户程序还是内核程序。
软中断后，cpu根据拿到的数据，进行特定的任务，然后退出中断，将任务的结果交回给用户程序。
这个任务如何描述？是通过数字来编号的。
例子：写一个打印字符串的程序，通过系统调用来完成。
需要传递的参数有：指向字符串的指针（字符串的首地址），字符串的长度。
汇编写法
用int$0x80产生软中断
C的写法
直接使用syscall函数（它的本质就是用软中断来产生系统调用）
系统调用编号见：/usr/include/asm/unistd_32.h里
一共有358个。
其中，4号对应的write调用。
二、linux文件系统基础
扇区（sector）：磁头读取的最小单位数据，在磁盘上类似一个扇子的形状。
一般是512个字节。
块（block）：软件读取磁盘的最小单位数据，一般来说是扇区的2的n次幂大小，常用的有4096个字节。
块就是文件存放的最小单位。
如果有一个文件是15045个字节，那么就分成4个块存储，最后那个块的数据是不满的。
可以用数组的方式将一个文件的所有数据块的编号保存起来。
这个数组多大合适？
前提是数组大小要固定，才好管理。
用一个15元素的数组来保存数据块的编号。
其中0-11元素，保存数据块的前面12个，第12个元素是一个一级指针，指向另一个表格，那个表格是4096字节，可以保存1024个块的编号。
如果还不够，第13个元素是一个二级指针，指向的那个表格是一级指针表格。
14个元素是三级指针，指向的表格是二级指针表格。
全部用完可以存储2G大小的文件的数据块编号。
在文件系统内部，如何来表示一个文件呢？
用一个inode结构体来表示一个文件。
inode是index node的意思。
也叫索引节点。
一个索引节点对应一个文件，有多少个文件就有多少个索引节点。
inode结构体里面有文件的大小、文件的修改时间、文件的权限、文件的数据块的编号数组。
inode结构体数组保存了所有文件的inode，这个数组的下标就是inode编号。
文件名或者目录名保存目录文件的数据块里面。
在linux里面，一个目录也是一个文件，叫做目录文件，其它的叫做普通文件。
目录文件里就有，inode编号和文件名的对应关系。
那么，给出文件路径时，如何找到这个文件的数据块？
/usr/include/stdio.h
首先，找到根目录的数据块，从里面找到文件和inode编号关系表，
例如usr这个文件名和inode编号为10002是对应的，那么就到inode结构体数组里找出下标为10002的元素，得到对应文件usr的数据块，因为usr也是一个文件夹，既然是文件夹，它的数据块里面也会有关系表，就可以找到include这个文件的数据块，最后找到stdio.h的数据块，这个是一个普通文件，就把它的数据块全部取出来。
这里搜索的起点是根目录的数据块，那么这个文件的数据块到哪里找？
在一个磁盘里面，最开始的几个块，存储了本磁盘的很多重要数据，例如块的大小，有哪些inode下标空闲，哪些已经用了，最重要的是根目录的数据块。
所有的参数存放在其中的一个块，这个块叫做超级块（super block）。
在磁盘格式化，实际就是生成一个超级块。
这个块的重要性毋庸置疑，如果数据被损坏，则磁盘没办法使用。
三、打开文件
在linux里面，用open函数就可以打开一个文件。
函数原型：int open(const char*path,int flag)
函数如果打开成功，则返回一个文件描述符f ile d escribtor，这个描述符fd是一个非负整数。
1、文件描述符
在文件被打开后，需要用一个结构体来描述这个被打开的文件。
这个结构体是struct file。
它包含了文件的读写指针、文件的长度、文件的属主等等重要属性。
另外，对于任意一个程序（进程），还有一个结构体，描述当前程序打开的所有文件。
struct files_struct
fd就是fd_array数组的下标。
打开一个文件后，生成一个struct file来保管文件的属性，然后将该结构体的首地址放到fd_array数组里面的一个空闲的位置，然后将该元素的下标返回。
下次如果要访问这个文件，直接拿着下标去找就行了。
需要说明的是，对于任意一个程序来说，一般都会默认打开三个文件，键盘输入端、屏幕输出端、错误输出端。
它们的编号分别为0,1,2。
在我们用open打开一个文件的时候，一般会在描述符里面找出一个最小的空闲描述符作为文件的描述符。
利用这个技术，可以人为的关闭屏幕输出端1，然后再打开另外一个文件，这个时候，printf就会自动将文字输出那个文件里。
2、错误代码
在系统调用失败的时候，系统会自动往一个全局变量写一个数据，就是错误代码。
这个全局变量是int errno。
单单看这个变量是没意义的，必须要解读。
可以用strerror（errno）来将这个数据解读成一个字符串。
errno需要包含errno.h头文件，strerror需要包含string.h。
另外还可以使用perror来打印错误信息。
小结：
1、用户程序通过系统调用的方式让内核执行特定的任务，系统调用是通过软中
断实现的。
2、系统内部用inode来唯一确定一个文件。
3、文件打开后，用struct file结构体来描述这个文件的属性，对于程序（进程而
言），有一个struct files_struct结构体描述程序打开的所有文件，里面的fd_array数组保存着指向各个struct file的指针，open的返回值就是fd_array 数组的最小可用下标。
4、默认的文件描述符0-输入，1-输出，2-错误输出。
5、出错后，errno这个全局变量会保存错误的代码，用strerror可用解读出信息。