系统编程day2-系统调用
1.系统编程
1.1系统编程概述
在操作系统下进行的编程叫做系统编程。操作系统为用户提供了系统调用的接口，应用通过这个接口可以对各种硬件资源进行访问。
1.2操作系统概述
操作系统可以协助进行各种资源的管理。而且，还可以把各种不同的设备关联起来。
2.系统调用
2.1类unix操作系统的软件层次
一些application可以直接通过系统调用去调用内核，大部分的应用还是需要通过shell或者库函数去调用系统。
kernel：最接近硬件的软件层
system call：外围的应用想要通过内核申请硬件资源，必须经过system call
2.2系统调用
2.2.1什么是系统调用
Linux操作系统提供了两百到三百个系统调用函数。
系统调用是操作系统内核提供给用户程序（运行在用户态）的接口，用于请求内核执行特权操作或访问受保护的资源。它是用户程序与操作系统内核之间的桥梁。
2.2.2系统调用的功能
就是通过上层可以借助系统调用函数进行进程管理、内存管理等资源操作。
2.2.3用户态和内核态
用户态：不能进行系统资源访问。
内核态：可以已经系统资源访问。
可以把系统资源比作银行金库的钱，我们作为普通用户（用户态）不能直接去拿金库里的钱，但是银行管理员（内核态）可以通过合理合规的方式进行存取。
2.2.4库函数与系统调用的关系
并不是所有的库函数都能进行系统调用。eg：Max（）
那什么库函数是系统调用函数呢？
就比如fopen函数，我们可以通过这个函数对硬盘进行访问。
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);库函数里面的fopen函数要想进行系统资源的申请与使用，需要调用系统调用函数：open
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);2.2.5系统调用的返回值
系统调用的返回值：
如果调用成功：一般返回0
如果调用失败：会返回一个非0负数，一般是-1
3.1文件描述符
Linux下一切皆文件！我们可以使用系统调用中 I/O 的函数（I：input，输入；O：output，输出），对文件进行相应的操作（ open()、close()、write() 、read() 等）。
打开现存文件或新建文件时，系统（内核）会返回一个文件描述符，文件描述符用来指定已打开的文件。这个文件描述符相当于这个已打开文件的标号，文件描述符是非负整数，是文件的标识，操作这个文件描述符相当于操作这个描述符所指定的文件。
任何一个程序都会默认打开三个文件，他们的文件描述符分别是：
我们可以通过让一个程序阻塞，去查看进程的进程号
比如：
#include<stdio.h>
int main()
{while(1);return 0;
}
图中使用的a.out就是Linux下编译成功后的可执行文件。
然后我们需要进入相应的文件夹中
cd /proc/进程号/fd 就可以查看到打开的文件
这就是一个进程默认打开的三个文件的文件描述符。
每一个进程在执行的时候，都会获得一个文件描述符的表格。在程序运行起来后打开其他文件时，系统会返回文件描述符表中最小可用的文件描述符，并将此文件描述符记录在表中。
3.2open函数
函数原型：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);函数返回值：
int 类型，如果打开成功，返回该文件的文件描述符，是一个非负数。后续操作这个文件描述符，就等价于操作这个文件。
打开失败：返回-1，可以用perror查看错误信息
参数：
const char * pathname：文件路径以及名字
flags：打开文件的行为标志，必选项 O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR
可选项：
mode取值
就说白了，你直接设置成0777，系统最后会变成0775，不给其他用户可写权限。
3.3close函数
函数原型：
#include <unistd.h>
int close(int fd);返回值：如果关闭成功 返回0，否则返回-1
参数：
fd：打开的文件描述符
3.4write函数
函数原型：
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);函数功能：将指定内存地址中的数据写入到 fd中
返回值：
写入数据时候
数据全部写入，返回值等于写入的字节数count
数据部分写入，返回值小于应该写入的字节数count
写入失败：
返回-1，而且可以用perror打印错误信息
参数：
fd 要写入的文件描述符
*buf 取数据的内存缓冲区
count ：要写入的字节数
3.4read函数
函数原型
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);函数功能：从fd文件描述符中读取指定的count个字节到buf中
返回值：
读取数据成功时候：
读取数据与count一致，返回值为count
也可能小于count，因为读取成功的数据比count小
读取失败：
返回-1，可以用perror查看错误信息
参数：
fd：要读取的文件
*buff 读取数据到buff中
count 读取的字节数
3.6remove函数（库函数）
函数原型
#include <stdio.h>
int remove(const char *pathname);函数返回值：
删除成功返回0
删除失败返回非0负数，一般是-1
参数：要删除的文件或目录的路径名