举例说明linux系统调用的使用

在Linux系统中，系统调用是一种进程与内核交互的方式，通常通过特殊的指令让应用程序向操作系统请求服务。例如，当你运行一个程序并尝试打开一个文件，这个操作实际上是通过`open()`系统调用来完成的。用户程序会发送一条信号给内核，告诉它需要执行这个操作，并提供必要的参数，如文件名、访问权限等。

下面是一些常见的Linux系统调用例子：

1. `fork()`: 创建一个新的进程，新进程从当前进程复制而创建，通常用于函数式编程，实现进程间的通信。
2. `read()`: 从一个打开的文件描述符读取数据到用户空间的内存。
3. `write()`: 向一个打开的文件描述符写入数据。
4. `close()`: 关闭一个已经打开的文件描述符，释放相应的资源。
5. `execve()`: 执行另一个程序替换当前进程，常用于程序间替换或启动新的进程。

在C语言中，通常通过设置`syscall`宏来间接地调用系统调用。例如：

#include <sys/syscall.h>
long syscall_number = sys_open("example.txt", O_RDONLY, 0); // 使用syscall调用open系统调用

相关问题

什么是系统调用？它的主要功能是什么？请举例说明Linux系统调用的使用。

系统调用是操作系统提供的一个特殊函数，用于让应用程序（也称为用户空间程序）请求操作系统服务。它是一个低级接口，直接由硬件执行，而非通过常规的应用程序编程接口（API）。系统调用通常涉及特权级别切换，即从用户模式进入内核模式，因为只有内核才能访问底层硬件资源。

系统调用的主要功能包括：
1. 访问硬件资源：例如读写磁盘、显示信息、网络通信等。
2. 实现安全控制：如文件权限检查、进程管理等。
3. 提供内核服务：像进程创建、线程同步、定时器设置等。

在Linux系统中，系统调用通常是通过特定的中断或特定寄存器的值来触发。例如，`open()`函数就是一个系统调用，当用户程序想要打开一个文件时，它会通过`fork()`创建一个新的进程，然后在这个新进程中通过`syscall()`系统调用指定`open()`的操作，参数包括文件路径、权限等。系统会检查这些参数，并在内核中完成实际的文件打开操作。

一个简单的示例代码片段可能会这样使用系统调用：

#include <unistd.h>

int main() {
    int fd = syscall(SYS_open, "/etc/passwd", O_RDONLY, 0); // 使用SYS_open标志打开文件
    if (fd < 0) {
        perror("Failed to open file");
        return 1;
    }
    // 接下来可以读取文件内容...
    close(fd);
    return 0;
}

在这里，`syscall()`就是用来调用系统调用的函数，`SYS_open`是内核提供的系统调用编号，代表`open()`这个功能。

举例说明linux poll服务端和客户端代码

好的，下面是一个简单的使用poll实现的服务端和客户端代码：

服务端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <poll.h>

#define MAX_CLIENTS 10
#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
    int server_fd, client_fds[MAX_CLIENTS], max_fd, activity, i, valread, sd;
    struct sockaddr_in address;
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    struct pollfd fds[MAX_CLIENTS + 1];

    // 创建socket
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置socket选项
    int opt = 1;
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定地址和端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听socket
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 初始化pollfd数组
    memset(fds, 0, sizeof(fds));
    fds[0].fd = server_fd;
    fds[0].events = POLLIN;
    for (i = 1; i < MAX_CLIENTS + 1; i++) {
        fds[i].fd = -1;
    }

    // 循环等待客户端连接
    while (1) {
        // 调用poll函数等待事件
        activity = poll(fds, MAX_CLIENTS + 1, -1);
        if (activity < 0) {
            perror("poll failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        // 处理server_fd的事件
        if (fds[0].revents & POLLIN) {
            int new_socket;
            if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
                perror("accept failed");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }

            // 将新连接的socket加入到fds数组中
            for (i = 1; i < MAX_CLIENTS + 1; i++) {
                if (fds[i].fd == -1) {
                    fds[i].fd = new_socket;
                    fds[i].events = POLLIN;
                    break;
                }
            }
        }

        // 处理客户端socket的事件
        for (i = 1; i < MAX_CLIENTS + 1; i++) {
            sd = fds[i].fd;

            if (sd > 0 && fds[i].revents & POLLIN) {
                if ((valread = read(sd, buffer, BUFFER_SIZE)) == 0) {
                    // 客户端关闭连接
                    close(sd);
                    fds[i].fd = -1;
                } else {
                    // 处理客户端发送的数据
                    buffer[valread] = '\0';
                    printf("Received message: %s\n", buffer);
                    send(sd, buffer, strlen(buffer), 0);
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

客户端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
    int sock = 0, valread;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};

    // 创建socket
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("\n Socket creation error \n");
        return -1;
    }

    // 设置服务器地址和端口
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("\nInvalid address/ Address not supported \n");
        return -1;
    }

    // 连接服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("\nConnection Failed \n");
        return -1;
    }

    // 发送数据
    char *hello = "Hello from client";
    send(sock, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");

    // 接收数据
    valread = read(sock, buffer, BUFFER_SIZE);
    printf("%s\n", buffer);

    return 0;
}