linux常用API接口

linux常用API接口

1.应用层

内存映射mmap

mmap 是一个用于内存映射的系统调用，它可以将一个文件或设备中的内容映射到进程的地址空间中，允许程序通过指针直接访问该文件或设备的内容，这种访问方式比传统的读写系统调用要快得多。

#include <sys/mman.h>

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

各个参数说明如下：
addr:
	指定映射内存的起始地址。通常设为 NULL，让内核选择适当的地址。
length:
	要映射的内存长度（字节数）。这个值必须是页大小（通常为4096字节）的整数倍。
prot:
映射内存区域的保护权限。可以是以下标志的组合：
	PROT_READ: 允许读操作。
	PROT_WRITE: 允许写操作。
	PROT_EXEC: 允许执行操作。
	PROT_NONE: 禁止访问。
flags:
	控制内存映射的特性。常用标志包括：
	MAP_SHARED: 共享映射，映射的内存更新会对所有进程可见，且会同步到文件。
	MAP_PRIVATE: 私有映射，映射的内存更新对其他进程不可见，不会同步到文件。
	MAP_ANONYMOUS: 匿名映射，无对应文件。
fd:
	文件描述符。对于内存映射文件，提供文件描述符；对于设备映射，比如视频设备，提供设备文件描述符。
offset:
	文件或设备的偏移量，通常必须是页大小的整数倍。
返回值：
	成功时返回映射内存区域的指针，失败时返回 MAP_FAILED ((void *)-1) 并设置 errno。

参考示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>

int main() {
    int fd;
    struct stat sb;
    char *addr;

    // 打开文件
    fd = open("example.txt", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 获取文件大小
    if (fstat(fd, &sb) == -1) {
        perror("fstat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 将文件映射到内存
    addr = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 在内存中修改文件内容
    addr[0] = 'H';
    addr[1] = 'e';
    addr[2] = 'l';
    addr[3] = 'l';
    addr[4] = 'o';

    // 解除映射
    if (munmap(addr, sb.st_size) == -1) {
        perror("munmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 关闭文件
    if (close(fd) == -1) {
        perror("close");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

取消内存映射munmap

函数原型

#include <sys/mman.h>

int munmap(void *addr, size_t length);

参数说明
	addr：要取消映射的内存起始地址，通常是 mmap 返回的映射起始地址。
	length：要取消映射的内存长度，即映射区域的大小。
返回值
	成功时，返回 0。
	失败时，返回 -1，并设置 errno 来指示错误的具体原因。
注意事项
	取消内存映射后，原先映射的内存区域将不再可用，应避免继续访问这片内存区域。
	在取消内存映射时，需要确保传入的地址和长度参数与 mmap 函数创建映射时一致。
	如果取消映射的地址和长度与 mmap 创建时不匹配，可能会导致未定义行为或程序崩溃。

终端打印可用方式

1.puts 函数

puts 函数可以用来向标准输出打印字符串，并自动添加换行符 \n。它比 printf 更简单，适用于只需要输出字符串的情况。

#include <stdio.h>

int main() {
    puts("Hello, world!");
    return 0;
}

2.文件操作函数 fprintf

fprintf 函数允许将输出写入到指定的文件流中，包括标准输出 stdout。它比 printf 更灵活，可以将输出重定向到不同的输出流。

#include <stdio.h>

int main() {
    fprintf(stdout, "Hello, world!\n");
    return 0;
}

3.字符输出函数 putchar

putchar 函数用于将单个字符输出到标准输出流。虽然通常用于单个字符的输出，但可以通过循环结构或者与其他函数配合使用，实现复杂输出。

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *message = "Hello, world!\n";
    for (int i = 0; message[i] != '\0'; i++) {
        putchar(message[i]);
    }
    return 0;
}

4.fwrite 函数

fwrite 函数用于向文件流输出数据块，通常用于输出二进制数据或大数据块，但也可以用于输出字符串。

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *message = "Hello, world!\n";
    fwrite(message, sizeof(char), strlen(message), stdout);
    return 0;
}

比较这些方法
printf vs puts：printf 提供了更多格式化输出的功能，可以输出各种数据类型和格式。puts 则更简单，适合纯文本输出。

printf vs fprintf：fprintf 可以将输出定向到任何文件流，而 printf 默认将输出发送到标准输出。

putchar vs fwrite：putchar 适合单个字符输出，而 fwrite 可以输出更大的数据块或者二进制数据。

总结：
	选择适当的函数取决于您的具体需求。通常情况下，printf 是最常用的输出函数，因为它提供了灵活的格式化输出功能。在简单输出纯文本时，可以考虑使用 puts 或者 fprintf(stdout, ...)。

2.内核层