系统调用和标准库函数

一.系统调用
1.所谓系统调用是指操作系统提供给用户的一组“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的服务。
2.为什么用户程序不能直接访问系统内核提供的服务？
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。
3.Linux一点哲学，“一切皆为文件”；在Linux中对目录和设备的操作都等同于对文件的操作，都是使用文件描述符来进行的。

4.创建文件
格式：int creat(const char *filename, mode_t mode ）
参数：filename：创建文件的文件名；
mode： 创建模式，常用的S_IRWXU和S_IRWXG
例程序：创建一个名为test。txt的文件，属性为用户和用户同组的可读可写可执行。

#include<stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include<stdlib.h>int main(){int ret;ret=creat("test.txt",S_IRWXU|S_IRWXG);if(ret==-1){perror("creat");exit(1);}return 0;}

5.打开文件
格式：int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
参数：flage：O_RDONLY, O_WRONLY, or O_RDWR.
O_CREAT, O_EXCL, O_NOCTTY, and O_TRUNC.
O_CREAT文件不存在时就创建，多与O_EXCL连用如文
件存在就会报错。
例程序：

 #include<stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include<stdlib.h>#include <sys/types.h>struct node{   int date;   char name[20];};typedef struct node Node;int main(){    Node stu={2,"tao"};    Node tem;    int fd;    fd=open("struct.txt", O_RDWR| O_CREAT,S_IRWXU|S_IRWXG);    if(-1==fd)    {        perror("open");        exit(1);    }    int fd1;    fd1=write(fd,&stu,sizeof(Node));    if(-1==fd1)    {        perror("write");        exit(1);    }    fd1=lseek(fd,0,SEEK_SET);    if(-1 == fd1)    {        perror("lseek");        exit(1);    }    fd1=read(fd,&tem,sizeof(Node));    if(-1 == fd1)    {        perror("read");        exit(1);    }    printf("%d %s\n",tem.date,tem.name);    close(fd);    return 0;}

二.标准库函数
1.标准库函数是带缓存区的。
标准I/O提供缓存的目的就是减少调用read和write的次数，它对每个I/O流自动进行缓存管理（标准I/O函数通常调用malloc来分配缓存）。

它提供了三种类型的缓存： 1) 全缓存。当填满标准I/O缓存后才执行I/O操作。磁盘上的文件通常是全缓存的。 2) 行缓存。当输入输出遇到新行符或缓存满时，才由标准I/O库执行实际I/O操作。stdin、stdout通常是行缓存的。 3) 无缓存。相当于read、write了。stderr通常是无缓存的，因为它必须尽快输出。

2.FILE *fopen(const char *filename, const char *mode)

filename:打开的文件名(包含路径，缺省为当前路径)
mode: 打开模式
r, rb : 只读方式打开，文件必须已存在
w,wb : 只写方式打开，如果文件不存在则创建，
如果文 件已存在清空重写
a, ab: 只能在文件末尾追加数据，如果文件不存在则创建
r+，rb+,r+b: 读写方式打开，文件必须已存在
w+，w+b,wb+: 读写方式打开，如果文件不存在则
创建，如果文件已存在清空重写
a+,a+b,ab+: 读和追加方式打开，如果文件不存在则创建

3.int fgetc(FILE * stream);
函数说明：
fgetc()从参数stream所指的文件中读取一个字符。
若读到文件尾而无数据时便返回EOF。
返回值：
fgetc()会返回读取到的字符，
若返回EOF则表示到了文件尾。

4.size_t fread(void * ptr,size_t size,
size_t nmemb, FILE * stream）
函数说明： fread()用来从文件流中读取数据。
参数：stream为已打开的文件指针，
ptr： 指向欲存放读取进来的数据空间，
读取的字符数以参数size*nmemb来决定。
返回值：
返回实际读取到的nmemb数目。

5.size_t fwrite(const void * ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE * stream)
函数说明：fwrite()用来将数据写入文件流中。
参数：
stream:为已打开的文件指针，
ptr： 指向欲写入的数据地址，总共写入的字符数以 参数size*nmemb来决定。
返回值：
返回实际写入的nmemb数目。

例程：实现自己的cat命令函数

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>int main(int argv,char *argc[]){    FILE *fp1;    fp1=fopen(argc[1],"r");    char buf[50]={0};    int ret;    if(NULL == fp1)    {        perror("fopen1");        exit(1);    }   while((ret=fread(buf,1,sizeof(buf)-1,fp1))!=0)   {       printf("%s",buf);       memset(buf,0,sizeof(buf));   }}