linux之常见的系统函数

1. 文件管理 1.1 open函数：打开文件

int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);

• 返回值：open成功返回文件描述符，失败返回-1
• filename：要打开的文件名
• flags：打开的方式
• mode：若以创建的方式打开，用mode设置文件的权限

1.2 close函数：关闭文件

int close(int fd);

• 返回值：0代表关闭成功，-1产生错误
• fd：文件描述符

1.3 read函数：从文件中读取

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

• 返回值：
  • -1：读文件失败
  • 0：文件已被读完
  • 正数：读取的字节数
• fd：文件描述符
• buf：缓冲区，传出参数，用于存放读取的数据
• count：读取时指定要读取的字节数

1.4 write函数：向文件中写入

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

• 返回值：写失败的时候返回-1。 写成功返回写入的字节数
• fd：文件描述符
• buf：缓存区，传入参数，提供要写入的数据
• count：指定要写入的字节数。

1.5 lseek函数：移动文件指针

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

• 返回值
  • 返回-1表示出错
  • 成功则返回相对文件开始的偏移量
• fd：文件描述符
• offset：偏移量
• whence：偏移量相对于什么开始的

1.6 stat函数：查看文件状态

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

• 返回值：操作是否成功
• pathname：查看哪个文件的状态
• statbuf：传出参数，封装状态结果

2. 进程管理 2.1 fork函数：创建子进程

pid_t fork(void);

• 返回值
  • 子进程中，返回值值为0
  • 父进程中，创建子进程成功则返回子进程pid；创建线程失败则返回-1

2.2 waitpid函数：等待子进程终止

// 回收任意子进程
pid_t wait(int *wstatus);

pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

• 返回值：-1表示出错，其他情况表示返回的子进程pid
• wstatus：传出参数，接收子进程退出的状态信息。
• pid：
  • <-1 回收指定进程组内的任意子进程
  • -1  回收任意子进程（相当于wait）
  • 0 回收和当前调用waitpid进程一个组的所有子进程
  • >0 回收指定id的子进程
• options：可以用来指定以非阻塞方式运行
  • 非阻塞方式执行，直接返回系统调用结果。
    • 如果没有子进程结束，返回值为0
    • 如果有子进程结束，返回值为子进程的id

2.3 exec函数族：替换一个进程的核心映像

• l(list): 命令行参数列表
• p(path): 搜索文件时使用PATH环境变量
• v(vector)：使用命名行参数数组
• e(environment)：使用环境变量数组，不适用进程原有的环境变量。设置新加载程序运行的环境变量

// l代表list，p代表path
int execlp(const char *file, const char *arg, ... );
// 示例
execlp("ls","ls","-l","-F",NULL);


// 没有使用path环境变量，所以pathname需要指明绝对路径
int execl(const char *path, const char *arg, ... );
//示例
execl("/bin/ls","ls","-l","-F",NULL);

// p代表使用系统的PATH环境变量
int execvp(const char *file, char *const argv[]);

// e代表使用自己定义的环境变量数组
int execve(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);

•  变参需要以NULL结尾。
• 返回值：只有在失败会返回-1，成功的话啥都不返回。因为整个代码都被替换了。
• argv：参数数组
• envp：环境变量数组

int main(){
    if fd;
    // 打开已经存在的文件
    fd=open("hello.txt",O_RDWR);
    // 如果打开失败
    if(fd==-1){
        // 输出失败原因
        perror("open file");
        exit(1);
    }

    // 将标准输出替换为指定文件
    dup2(fd,STDOUT_FILENO);
    
    // 如果这个成功，后面的代码就不走了，因为代码被替换了。
    execlp("ps","ps","ax",NULL);
    // 只有上一步执行发生错误，才会执行下面的逻辑
    perror("exec error");
    exit(1);
    return 0;
}

2.4 exit函数：终止进程被返回状态

void _exit(int status);

2.5 kill函数：发信号给进程

int kill(pid_t pid, int sig);

 2.6 getpid函数：获取当前进程的id

pid_t getpid(void);

2.7 getppid函数：获取当前进程的父进程id

pid_t getppid(void);

 2.8 getuid函数：获取当前进程的实际用户

uid_t getuid(void);

2.9 getgid函数：获取当前进程的用户组id

gid_t getgid(void);

3. 文件和目录管理 3.1 mkdir函数：创建目录

int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);

• 返回值：是否成功
• pathname：目录名
• mode：目录的权限

3.2 rmdir函数：删除空目录

int rmdir(const char *pathname);

3.3 chdir函数：改变工作目录

int chdir(const char *path);

3.4 chmod函数：修改文件保护位

int chmod(const char *pathname, mode_t mode);

3.5 link函数：创建一个硬链接

int unlink(const char *oldpath,const char *newpath)

 3.6 unlink函数：删除一个链接

int unlink(const char *pathname);

• 如果是符号连接，删除符号连接
• 如果是硬链接，硬链接数减一。减到0时，释放数据块和inode
• 注意：如果文件硬链接数为0，但有进程已打开该文件，并持有文件描述符，则等待进程关闭文件时，kernel才真正去删除该文件。 

补充：目录（文件）项的组成

• denty：目录项
  • ​​​​​​​文件名
  • inode编号（对应一个inode结构体）
    • ​​​​​​​存储指针地址（从而找到文件的磁盘位置）
    • 大小
    • 权限
    • 类型
    • 所有者

3.7 truncate函数：修改文件为指定大小

• 将参数path指定的文件大小改为参数length指定的大小。如果原来的文件比参数length大，则截断。如果原来的文件比参数length小，则增加。

int truncate(const char *path, off_t length);

• 返回值：是否成功
• path：文件路径
• length：指定的文件大小

4. 环境变量 4.1 getenv函数：获取环境变量的值

char *getenv(const char *name);

• 返回值
  • 成功时返回环境变量的值
  • 失败时返回NULL

4.2 setenv函数：设置环境变量的值

int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);

• 返回值：值为0表示成功，值为-1表示失败
• overwrite：
  • 1：覆盖原来环境变量
  • 0：不覆盖

4.3 unsetenv函数：删除环境变量

int unsetenv(const char *name);

• 返回值:
  • 0：删除成功
  • -1：删除失败

5. 文件描述符的复制 5.1 dup2函数

// 用文件描述符oldfd的值去覆盖文件描述符newfd的值。最后返回文件描述符newfd
int dup2(int oldfd, int newfd);

• 返回值：
  • 返回值被覆盖的文件描述符
• 用文件描述符oldfd的值去覆盖文件描述符newfd的值。最后返回文件描述符newfd
• 可以实现原本输出到终端变成输出到指定文件中。