Linux系统调用是操作系统提供给用户空间程序执行核心功能的接口,这些接口通常由C语言编写的应用程序调用。在Linux系统中,系统调用是应用程序请求内核服务的唯一方式。本文档涉及了Linux系统调用的广泛内容,包括进程控制、文件操作、网络通信、信号处理、IPC(进程间通信)等。
1. 进程控制
系统调用在进程控制方面允许程序执行诸如创建新进程、进程终止、进程间同步等操作。常见的系统调用包括:
- fork:复制当前进程创建一个新的子进程。
- execve:用于执行新程序,替换当前进程的映像。
- exit:终止当前进程并返回状态码给父进程。
- getpgid/setpgid:获取或设置进程组ID。
- getpgrp/setpgrp:获取或设置进程组标识。
- getpriority/setpriority:获取或设置进程优先级。
- nice:改变进程的优先级。
- wait/waitpid:等待子进程结束并获取其状态。
- vfork:创建子进程,与父进程共享地址空间。
2. 文件操作
文件操作是Linux系统调用中非常重要的部分,允许程序进行文件的创建、读取、写入、关闭、截断等操作。例如:
- open/creat:打开或创建文件。
- close:关闭文件描述符。
- read/write:进行文件读写操作。
- lseek:设置文件偏移量。
- dup/dup2:复制文件描述符。
- flock:对文件加锁或解锁。
- truncate/ftruncate:改变文件大小。
- access:检查文件的权限。
- chmod/chown:改变文件权限或所有者。
- stat/statfs:获取文件或文件系统状态。
- fsync:同步文件内容。
3. 网络通信
网络通信相关系统调用使应用程序能够执行套接字操作,进行数据传输和网络编程。系统调用包括:
- socket:创建套接字。
- bind/connect/accept:绑定地址、连接套接字、接受连接。
- send/recv:发送和接收数据。
- sendmsg/recvmsg:发送和接收消息。
- select/poll:I/O多路复用。
- shutdown:关闭套接字的一半连接。
4. 信号处理
信号是操作系统中用来通知进程事件发生的一种机制,系统调用允许程序进行信号的发送、阻塞、处理等操作。例如:
- sigaction:设置对信号的处理方式。
- sigprocmask:阻塞和解除阻塞一组信号。
- sigpending:获取被阻塞的信号集合。
- sigsuspend:挂起执行直到信号的到来。
- kill:向进程发送信号。
5. 进程间通信(IPC)
IPC系统调用允许同一主机内不同进程间进行通信。包括:
- msgctl/msgget/msgrcv/msnd:消息队列的控制和数据传输。
- pipe:创建管道,用于进程间单向数据流。
- semctl/semget/semop:信号量的控制和操作。
- shmctl/shmget/shmat/shmdt:共享内存的控制和操作。
6. 系统控制和信息
系统调用也提供了对系统级别控制和信息检索的能力,如:
- umount/mount:卸载和挂载文件系统。
- reboot/swapon/swapoff:系统重启和交换分区操作。
- ioperm/iopl:设置I/O权限。
- acct:启用或禁用进程记账。
- getrlimit/setrlimit:获取和设置资源限制。
以上是Linux系统调用的一些主要类别和常用系统调用的简要介绍。系统调用的设计和实现是操作系统最为核心的技术之一,是实现系统软件和高级编程的基础。本文档提及的《Advanced Programming in the UNIX Environment》是W.Richard Stevens所著的一本关于UNIX环境下的高级编程的权威书籍,其中包含了大量与系统调用相关的深入讨论和实际编程技巧。在Linux环境中,尽管与UNIX环境有所不同,但许多概念和调用方式都是通用的,对学习Linux系统编程具有很高的参考价值。