（P3）系统编程介绍

2024-06-08 06:18

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本文主要是介绍（P3）系统编程介绍，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

- 1.系统编程与应用编程
- 2.系统资源
- 3.系统调用
- 4.系统调用与C库关系
- 5.错误处理

1.系统编程与应用编程

系统编程
在操作系统之上利用系统调用、C库对系统资源进行访问。eg：apache、gcc、gdb
应用编程
在更高层次的编程接口或者库之上构建应用程序。eg：android程序Android sdk、iphone程序iphone sdk、QT程序设计QT、MFC程序设计MFC

2.系统资源

处理器
输入输出
进程管理
内存
设备
定时器
进程间通信
网络
解释
与操作系统的五大模块对应
（1）进程调度，对应进程管理和处理器的管理
（2）虚拟存储器，对应的就是内存，将设备抽象成虚拟文件系统
（3）网络模块
（4）进程间通信模块

3.系统调用

系统资源的访问主要就是通过系统调用完成的
系统调用在系统中所处的位置如下：
所有操作系统都提供多种服务的入口点，由此程序向系统内核请求服务，这些入口点被称之为系统调用system call

4.系统调用与C库关系

我们所说的C库(libc)，指的是标准C定义的C函数的集合。
eg：标准输入输出函数、字符串处理函数、动态存储分配函数、日期时间函数、数学函数等。
GUN发布的libc称为glibc
系统调用与C库之间的关系
（1）系统调用与C库从形式上来看都是C函数
（2）C库函数有些是调用系统调用来实现的，eg：malloc、free调用brk，printf调用write系统调用（brk、write是系统调用），有些函数不需要任何系统调用，eg：abs、strcpy、atoi等（strcpy、atoi使用汇编），因为他并不是必须要使用内核服务
（3）系统调用通常提供的是最小界面，而C函数通常提供更复杂的功能
系统调用是从用户空间切换到内核空间的一种方式
一般情况下，C库函数比系统调用效率更高些，因为系统调用需要将用户空间切换至内核空间，需要一些现场的保护，效率低，而C库函数做了缓冲，可能减少了系统调用的次数，效率更高些
内核如何处理系统调用？
（1）每个系统调用被赋予了一个系统调用号
（2）首先，eax存放系统调用号
（3）接着，在i386平台上，执行一个系统调用是通过int 0x80指令完成的（ini软中断指令）
（4）最后，ebx、ecx、edx、esi、edi存储系统调用参数，对于超过5个参数的系统调用，用一个存储器指向用户空间存储所有系统调用参数的缓存

5.错误处理

在系统编程中错误通常通过函数返回值来表示，并通过特殊变量errno来描述
errno这个全局变量在<errno.h>投文件中声明如下：ertern int errno;
错误处理函数
（1）perror
（2）strerror
常见的errno错误代码

E2BIG	参数列表太长
EACCESS	权限不足
EAGAIN	重试
EBADY	错误的文件描述符
EBUSY	设备或资源忙
ECHILD	无子进程
EDOM	数学参数不再函数域内	
EEXIST	文件已存在
EFAULT	地址错误
EFBIG	文件太大
EINTR	系统调用被中断

eg：P3error.c

#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>int main(void)
{int ret;ret = close(10);//关闭文件描述符10//错误输出方式1if (ret == -1)perror("close error");//perror将全局变量errno转换成了错误的文本信息，并且直接输出到了标准错误设备stderr// //错误输出方式2// //strerror将错误码转换成文本方式输出，错误码已经保存在全局变量errno中了// if (ret == -1)//     fprintf(stderr, "close srror with msg : %s\n", strerror(errno));// printf("EINTR desc = %s\n", strerror(EINTR));return 0;
}

测试：
eg2：

#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>int main(void)
{int ret;ret = close(10);//关闭文件描述符10//错误输出方式1// if (ret == -1)//     perror("close error");//perror将全局变量errno转换成了错误的文本信息，并且直接输出到了标准错误设备stderr//错误输出方式2//strerror将错误码转换成文本方式输出，错误码已经保存在全局变量errno中了if (ret == -1)fprintf(stderr, "close srror with msg : %s\n", strerror(errno));// printf("EINTR desc = %s\n", strerror(EINTR));return 0;
}

测试：
eg3：

#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>int main(void)
{int ret;ret = close(10);//关闭文件描述符10//错误输出方式1// if (ret == -1)//     perror("close error");//perror将全局变量errno转换成了错误的文本信息，并且直接输出到了标准错误设备stderr//错误输出方式2//strerror将错误码转换成文本方式输出，错误码已经保存在全局变量errno中了// if (ret == -1)//     fprintf(stderr, "close srror with msg : %s\n", strerror(errno));printf("EINTR desc = %s\n", strerror(EINTR));return 0;
}