C庫函數(shù)和系統(tǒng)調用的區(qū)別

Linux下對文件操作有兩種方式：系統(tǒng)調用（system call）和庫函數(shù)調用（Library functions）

fork完后：

（1）有兩個返回值，子進程返回0，父進程返回子進程的id

（2）父子進程誰先運行不確定，由調度系統(tǒng)說了算，但是期望子進程先退出，并且父進程在子進程退出時讀取子進程的狀態(tài)

（3）代碼區(qū)域： 打印與循環(huán)的關系，例如父子進程各自++，第一次打印2個，第二次由2變4，一共打印6次

Fopen（標準C庫函數(shù)提供）——返回值是FILE*

FILE* stdin:  輸入    輸入設備：鍵盤    默認打開文件的描述符：0

FILE* stdout:  輸出    輸出設備：顯示器    默認打開文件的描述符：1

FILE* stderror:  錯誤    輸入設備：顯示器   默認打開文件的描述符：2

open(系統(tǒng)調用提供)——返回值new file descriptor(fd)、-1、error

fwrite(有緩沖區(qū))：由C語言提供緩沖區(qū)，默認為行緩沖，遇到換行符就刷新，但是當重定向到文件時，變成全緩沖，就不刷新，直到緩沖區(qū)寫滿。fork前：暫存在于父進程緩沖區(qū)中不刷新，fork后：父進程復制到子進程，此時將緩沖區(qū)也復制過去。當進程終止時再刷新緩沖區(qū)

write(無緩沖區(qū))

1。系統(tǒng)調用

    系統(tǒng)調用提供的函數(shù)如open, close, read, write, ioctl等，需包含頭文件unistd.h。以write為例：其函數(shù)原型為 size_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes)，其操作對象為文件描述符或文件句柄fd(file descriptor)，要想寫一個文件，必須先以可寫權限用open系統(tǒng)調用打開一個文件，獲得所打開文件的fd，例如 fd=open(/"/dev/video/", O_RDWR)。fd是一個整型值，每新打開一個文件，所獲得的fd為當前最大fd加1。Linux系統(tǒng)默認分配了3個文件描述符值：0－ standard input，1－standard output，2－standard error。系統(tǒng)調用通常用于底層文件訪問（low-level file access），例如在驅動程序中對設備文件的直接訪問。系統(tǒng)調用是操作系統(tǒng)相關的，因此一般沒有跨操作系統(tǒng)的可移植性

     系統(tǒng)調用發(fā)生在內核空間，因此如果在用戶空間的一般應用程序中使用系統(tǒng)調用來進行文件操作，會有用戶空間到內核空間切換的開銷。事實上，即使在用戶空間使用庫函數(shù)來對文件進行操作，因為文件總是存在于存儲介質上，因此不管是讀寫操作，都是對硬件（存儲器）的操作，都必然會引起系統(tǒng)調用。也就是說，庫函數(shù)對文件的操作實際上是通過系統(tǒng)調用來實現(xiàn)的。例如C庫函數(shù)fwrite()就是通過write()系統(tǒng)調用來實現(xiàn)的。這樣的話，使用庫函數(shù)也有系統(tǒng)調用的開銷，為什么不直接使用系統(tǒng)調用呢？這是因為，讀寫文件通常是大量的數(shù)據（這種大量是相對于底層驅動的系統(tǒng)調用所實現(xiàn)的數(shù)據操作單位而言），這時，使用庫函數(shù)就可以大大減少系統(tǒng)調用的次數(shù)。這一結果又緣于緩沖區(qū)技術。在用戶空間和內核空間，對文件操作都使用了緩沖區(qū)，例如用 fwrite寫文件，都是先將內容寫到用戶空間緩沖區(qū)，當用戶空間緩沖區(qū)滿或者寫操作結束時，才將用戶緩沖區(qū)的內容寫到內核緩沖區(qū)，同樣的道理，當內核緩沖區(qū)滿或寫結束時才將內核緩沖區(qū)內容寫到文件對應的硬件媒介。

2。庫函數(shù)調用

標準C庫函數(shù)提供的文件操作函數(shù)如fopen, fread, fwrite, fclose, fflush, fseek等，需包含頭文件stdio.h。以fwrite為例，其函數(shù)原型為size_t fwrite(const void *buffer, size_t size, size_t item_num, FILE *pf)，其操作對象為文件指針FILE *pf，要想寫一個文件，必須先以可寫權限用fopen函數(shù)打開一個文件，獲得所打開文件的FILE結構指針pf，例如pf=fopen(/ "~/proj/filename/", /"w/")。實際上，由于庫函數(shù)對文件的操作最終是通過系統(tǒng)調用實現(xiàn)的，因此，每打開一個文件所獲得的FILE結構指針都有一個內核空間的文件描述符 fd與之對應。同樣有相應的預定義的FILE指針：stdin－standard input，stdout－standard output，stderr－standard error。庫函數(shù)調用通常用于應用程序中對一般文件的訪問。庫函數(shù)調用是系統(tǒng)無關的，因此可移植性好。由于庫函數(shù)調用是基于C庫的，因此也就不可能用于內核空間的驅動程序中對設備的操作。