操作系统的职责
操作系统用来管理所有的资源，并将不同的设备和不同的程序关联起来。
什么是linux系统编程 ？
在有操作系统的环境下编程，并使用操作系统提供的系统调用及各种库，对系统资源进行访问。学会了C语言再知道一些使用系统调用的方法，就可以进行Linux系统编程了。
2、系统调用概述系统的软件层次
- 系统调用是操作系统提供给用户程序的一组“特殊”函数接口。
- Linux的不同版本提供了两三百个系统调用。
- 用户程序可以通过这组接口获得操作系统（内核）提供的服务。
例如：用户可以通过文件系统相关的系统调用，请求系统打开文件、关闭文件或读写文件
系统调用按照功能逻辑大致可分为:
进程控制、进程间通信、文件系统控制、系统控制、内存管理、网络管理、socket控制、用户管理。
系统调用的返回值 ：
通常，用一个负的返回值来表明错误，返回一个0值表明成功。错误信息存放在全局变量errno中，用户可用perror函数打印出错信息。
在Linux中，应用程序编程接口(API)遵循POSIX标准
POSIX标准基于当时现有的UNIX 实践和经验，描述了操作系统的系统调用编程接口（实际上就是API），用于保证应用程序可以在源代码一级上在多种操作系统上移植运行。如：linux下写的open、write 、read可以直接移植到unix操作系统下
3、系统调用I/O函数系统调用中操作I/O的函数，都是针对文件描述符的。通过文件描述符可以直接对相应的文件进行操作。
如：open、close、write 、read、ioctl
文件描述符
文件描述符是非负整数。打开现存文件或新建文件时，系统（内核）会返回一个文件描述符。文件描述符用来指定已打开的文件。
#define STDIN_FILENO 0 //标准输入的文件描述符#define STDOUT_FILENO 1 //标准输出的文件描述符#define STDERR_FILENO 2 //标准错误的文件描述符程序运行起来后这三个文件描述符是默认打开的。
3.1 open函数
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
//当文件存在时使用：
int open(const char *pathname, int flags);
//当文件不存在时使用：
int open(const char *pathname,int flags, mode_t mode);
功能：打开一个文件
参数：
pathname：文件的路径及文件名。flags：open函数的行为标志。mode：文件权限(可读、可写、可执行)的设置
返回值：
成功返回打开的文件描述符。失败返回-1，可以利用perror去查看原因
#include <unistd.h>
int close(int fd);
功能：关闭一个文件参数：fd是调用open打开文件返回的文件描述符。返回值：
成功返回0。失败返回-1，可以利用perror去查看原因。
3.3 write函数
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *addr,size_t count);
功能：把指定数目的数据写到文件
参数：
fd：文件描述符。addr：数据 首地址。count：写入数据的字节个数。
返回值：
成功返回实际写入数据的字节个数。失败返回-1，可以利用perror去查看原因
3.4 read函数
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *addr, size_t count);
功能：
把指定数目的数据读到 内存
参数：
fd：文件描述符。addr：内存 首地址。count：读取的字节个数。
返回值：
成功返回实际读取到的字节个数。失败返回-1，可以利用perror去查看原因
3.4 remove函数
#include <stdio.h>
int remove(const char *pathname);
功能：删除文件
参数：pathname ：文件的路名 文件名。返回值：
成功返回0。失败返回-1，可以利用perror去查看原因。
4、系统调用与库库函数由两类函数组成
- 不需要调用系统调用
不需要切换到内核空间即可完成函数全部功能，并且将结果反馈给应用程序，如strcpy、bzero等字符串操作函数。
- 需要调用系统调用
需要切换到内核空间，这类函数通过封装系统调用去实现相应功能，如printf、fread等
库 函数与系统调用的关系 ：
并不是所有的系统调用都被封装成了库函数，系统提供的很多功能都必须通过系统调用才能实现。
系统调用是需要时间的，程序中 频繁 的使用系统调用会降低程序的运行效率。
当运行内核代码时，CPU工作在内核态，在系统调用发生前需要保存用户态的栈和内存环境，然后转入内核态工作。系统调用结束后，又要切换回用户态。这种环境的切换会消耗掉许多时间。库函数访问文件的时候根据需要，设置不同类型的缓冲区，从而减少了直接调用IO系统调用的次数，提高了访问效率。
