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Linux系統(tǒng)調(diào)用及用戶編程接口(API) |
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1 Linux系統(tǒng)調(diào)用 所謂系統(tǒng)調(diào)用是指操作系統(tǒng)提供給用戶程序調(diào)用的一組“特殊”接口，用戶程序可以通過這組“特殊”接口獲得操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的服務(wù)。例如，用戶可以通過進程控制相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用來創(chuàng)建進程、實現(xiàn)進程之間的通信等。 在這里，為什么用戶程序不能直接訪問系統(tǒng)內(nèi)核提供的服務(wù)呢？這是由于在Linux中，為了更好地保護內(nèi)核空間，將程序的運行空間分為內(nèi)核空間和用戶空間（也就是常稱的內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)），它們分別運行在不同的級別上，邏輯上是相互隔離的。因此，用戶進程在通常情況下不允許訪問內(nèi)核數(shù)據(jù)，也無法使用內(nèi)核函數(shù)，它們只能在用戶空間操作用戶數(shù)據(jù)，調(diào)用用戶空間的函數(shù)。 但是，在有些情況下，用戶空間的進程需要獲得一定的系統(tǒng)服務(wù)（調(diào)用內(nèi)核空間程序），這時操作系統(tǒng)就必須利用系統(tǒng)提供給用戶的“特殊接口”——系統(tǒng)調(diào)用規(guī)定用戶進程進入內(nèi)核空間的具體位置。在進行系統(tǒng)調(diào)用時，程序運行空間需要從用戶空間進入內(nèi)核空間，處理完成后再返回用戶空間。 Linux系統(tǒng)調(diào)用非常精簡（只有250個左右），它繼承了UNIX系統(tǒng)調(diào)用中基本和有用的部分。這些系統(tǒng)調(diào)用按照功能邏輯大致可分為進程控制、進程間通信、文件系統(tǒng)控制、存儲管理、網(wǎng)絡(luò)管理、套接字控制、用戶管理等幾類。 2 用戶編程接口（API） 前面講到的系統(tǒng)調(diào)用并不直接與程序員進行交互，它僅僅是一個通過軟中斷機制向內(nèi)核提交請求以獲取內(nèi)核服務(wù)的接口。實際使用中程序員調(diào)用的通常是用戶編程接口——API。 例如，創(chuàng)建進程的API函數(shù)frok()對應(yīng)于內(nèi)核空間的sys_fork()系統(tǒng)調(diào)用，但并不是所有的函數(shù)都對應(yīng)一個系統(tǒng)調(diào)用。有時，一個API函數(shù)會需要幾個系統(tǒng)調(diào)用來共同完成函數(shù)的功能，甚至還有一些API函數(shù)不需要調(diào)用相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用（因此它所完成的不是內(nèi)核提供的服務(wù)）。 在Linux中，用戶編程接口（API）遵循在UNIX中流行的應(yīng)用編程界面標(biāo)準(zhǔn)——Posix標(biāo)準(zhǔn)。Posix標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE和ISO/IEC共同開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，該標(biāo)準(zhǔn)基于當(dāng)時現(xiàn)有的UNIX實踐和經(jīng)驗，描述了操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用編程接口（實際上就是API），用于保證應(yīng)用程序可以在源代碼一級上、在多種操作系統(tǒng)之間移植運行。這些系統(tǒng)調(diào)用編程接口主要是通過C庫（libc）實現(xiàn)的。 3 系統(tǒng)命令 系統(tǒng)命令相對于API更高了一層，它實際上是一個可執(zhí)行程序，它的內(nèi)部引用了用戶編程接口（API）來實現(xiàn)相應(yīng)的功能，它們之間的關(guān)系如圖2.1所示。
本文選自華清遠見嵌入式培訓(xùn)教材《從實踐中學(xué)嵌入式Linux應(yīng)用程序開發(fā)》 熱點鏈接：
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