C庫函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別

Linux下對(duì)文件操作有兩種方式：系統(tǒng)調(diào)用（system call）和庫函數(shù)調(diào)用（Library functions）

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fork完后：

（1）有兩個(gè)返回值，子進(jìn)程返回0，父進(jìn)程返回子進(jìn)程的id

（2）父子進(jìn)程誰先運(yùn)行不確定，由調(diào)度系統(tǒng)說了算，但是期望子進(jìn)程先退出，并且父進(jìn)程在子進(jìn)程退出時(shí)讀取子進(jìn)程的狀態(tài)

（3）代碼區(qū)域：打印與循環(huán)的關(guān)系，例如父子進(jìn)程各自++，第一次打印2個(gè)，第二次由2變4，一共打印6次

Fopen（標(biāo)準(zhǔn)C庫函數(shù)提供）——返回值是FILE*

FILE* stdin: 輸入輸入設(shè)備：鍵盤默認(rèn)打開文件的描述符：0

FILE* stdout: 輸出輸出設(shè)備：顯示器默認(rèn)打開文件的描述符：1

FILE* stderror: 錯(cuò)誤輸入設(shè)備：顯示器默認(rèn)打開文件的描述符：2

open(系統(tǒng)調(diào)用提供)——返回值new file descriptor(fd)、-1、error

fwrite(有緩沖區(qū))：由C語言提供緩沖區(qū)，默認(rèn)為行緩沖，遇到換行符就刷新，但是當(dāng)重定向到文件時(shí)，變成全緩沖，就不刷新，直到緩沖區(qū)寫滿。fork前：暫存在于父進(jìn)程緩沖區(qū)中不刷新，fork后：父進(jìn)程復(fù)制到子進(jìn)程，此時(shí)將緩沖區(qū)也復(fù)制過去。當(dāng)進(jìn)程終止時(shí)再刷新緩沖區(qū)

write(無緩沖區(qū))

1。系統(tǒng)調(diào)用

系統(tǒng)調(diào)用提供的函數(shù)如open, close, read, write, ioctl等，需包含頭文件unistd.h。以write為例：其函數(shù)原型為 size_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes)，其操作對(duì)象為文件描述符或文件句柄fd(file descriptor)，要想寫一個(gè)文件，必須先以可寫權(quán)限用open系統(tǒng)調(diào)用打開一個(gè)文件，獲得所打開文件的fd，例如 fd=open(/"/dev/video/", O_RDWR)。fd是一個(gè)整型值，每新打開一個(gè)文件，所獲得的fd為當(dāng)前最大fd加1。Linux系統(tǒng)默認(rèn)分配了3個(gè)文件描述符值：0－ standard input，1－standard output，2－standard error。系統(tǒng)調(diào)用通常用于底層文件訪問（low-level file access），例如在驅(qū)動(dòng)程序中對(duì)設(shè)備文件的直接訪問。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)相關(guān)的，因此一般沒有跨操作系統(tǒng)的可移植性

系統(tǒng)調(diào)用發(fā)生在內(nèi)核空間，因此如果在用戶空間的一般應(yīng)用程序中使用系統(tǒng)調(diào)用來進(jìn)行文件操作，會(huì)有用戶空間到內(nèi)核空間切換的開銷。事實(shí)上，即使在用戶空間使用庫函數(shù)來對(duì)文件進(jìn)行操作，因?yàn)槲募偸谴嬖谟诖鎯?chǔ)介質(zhì)上，因此不管是讀寫操作，都是對(duì)硬件（存儲(chǔ)器）的操作，都必然會(huì)引起系統(tǒng)調(diào)用。也就是說，庫函數(shù)對(duì)文件的操作實(shí)際上是通過系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的。例如C庫函數(shù)fwrite()就是通過write()系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的。這樣的話，使用庫函數(shù)也有系統(tǒng)調(diào)用的開銷，為什么不直接使用系統(tǒng)調(diào)用呢？這是因?yàn)?，讀寫文件通常是大量的數(shù)據(jù)（這種大量是相對(duì)于底層驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)調(diào)用所實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)操作單位而言），這時(shí)，使用庫函數(shù)就可以大大減少系統(tǒng)調(diào)用的次數(shù)。這一結(jié)果又緣于緩沖區(qū)技術(shù)。在用戶空間和內(nèi)核空間，對(duì)文件操作都使用了緩沖區(qū)，例如用 fwrite寫文件，都是先將內(nèi)容寫到用戶空間緩沖區(qū)，當(dāng)用戶空間緩沖區(qū)滿或者寫操作結(jié)束時(shí)，才將用戶緩沖區(qū)的內(nèi)容寫到內(nèi)核緩沖區(qū)，同樣的道理，當(dāng)內(nèi)核緩沖區(qū)滿或?qū)懡Y(jié)束時(shí)才將內(nèi)核緩沖區(qū)內(nèi)容寫到文件對(duì)應(yīng)的硬件媒介。

2。庫函數(shù)調(diào)用

標(biāo)準(zhǔn)C庫函數(shù)提供的文件操作函數(shù)如fopen, fread, fwrite, fclose, fflush, fseek等，需包含頭文件stdio.h。以fwrite為例，其函數(shù)原型為size_t fwrite(const void *buffer, size_t size, size_t item_num, FILE *pf)，其操作對(duì)象為文件指針FILE *pf，要想寫一個(gè)文件，必須先以可寫權(quán)限用fopen函數(shù)打開一個(gè)文件，獲得所打開文件的FILE結(jié)構(gòu)指針pf，例如pf=fopen(/ "~/proj/filename/", /"w/")。實(shí)際上，由于庫函數(shù)對(duì)文件的操作最終是通過系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)的，因此，每打開一個(gè)文件所獲得的FILE結(jié)構(gòu)指針都有一個(gè)內(nèi)核空間的文件描述符 fd與之對(duì)應(yīng)。同樣有相應(yīng)的預(yù)定義的FILE指針：stdin－standard input，stdout－standard output，stderr－standard error。庫函數(shù)調(diào)用通常用于應(yīng)用程序中對(duì)一般文件的訪問。庫函數(shù)調(diào)用是系統(tǒng)無關(guān)的，因此可移植性好。由于庫函數(shù)調(diào)用是基于C庫的，因此也就不可能用于內(nèi)核空間的驅(qū)動(dòng)程序中對(duì)設(shè)備的操作。

網(wǎng)站題目：C庫函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別
本文URL：http://bm7419.com/article8/jcchip.html

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