（P3）系统编程介绍

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，对于朝贡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：
  
• 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;
}

• 测试
  系统调用被中断
  

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