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(P3)系统编程介绍

程序员文章站 2022-05-07 19:14:22
文章目录与操作系统的五大模块对应进程调度,会有进程管理和处理器的管理虚拟存储器,对应的就是内存,对设备进行抽象虚拟文件系统网络模块进程间通信模块系统资源的访问主要是通过系统调用完成的系统调用是从用户空间切换到内核空间的一种方式10:06......

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
    (P3)系统编程介绍

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:
    (P3)系统编程介绍
  • 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:
    (P3)系统编程介绍
  • 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
    (P3)系统编程介绍

本文地址:https://blog.csdn.net/u011436427/article/details/107292891