C++ Linux系统调用解析

在Linux系统中，C++程序可以通过系统调用（syscalls）与操作系统内核进行交互。系统调用是一组预定义的函数，它们允许用户空间的程序请求内核执行特权操作，如文件操作、进程控制、通信等。

C++本身并不直接提供系统调用的接口，而是通过操作系统提供的库函数来间接调用这些系统调用。在Linux中，这些库函数通常位于libc（C标准库）中，它们封装了底层的系统调用，并提供了更易于使用的接口。

以下是一些常见的Linux系统调用及其在C++中的使用示例：

1. 文件操作

打开文件

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
if (fd == -1) {
    // 错误处理
}

读取文件

#include <unistd.h>

char buffer[1024];
ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (bytesRead == -1) {
    // 错误处理
}

写入文件

#include <unistd.h>

ssize_t bytesWritten = write(fd, buffer, bytesRead);
if (bytesWritten == -1) {
    // 错误处理
}

关闭文件

#include <unistd.h>

close(fd);

2. 进程控制

创建进程

#include <unistd.h>

pid_t pid = fork();
if (pid == -1) {
    // 错误处理
} else if (pid == 0) {
    // 子进程
} else {
    // 父进程
}

执行新程序

#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
    // 子进程
    execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
    // 如果execl返回，说明执行失败
    _exit(1);
} else {
    // 父进程
    int status;
    waitpid(pid, &status, 0);
}

3. 信号处理

注册信号处理函数

#include <csignal>

void signalHandler(int signum) {
    // 信号处理代码
}

int main() {
    signal(SIGINT, signalHandler);
    // 主程序逻辑
    return 0;
}

4. 网络通信

创建套接字

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == -1) {
    // 错误处理
}

绑定地址

#include <netinet/in.h>

struct sockaddr_in servaddr;
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(8080);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));

监听连接

listen(sockfd, 10);

接受连接

struct sockaddr_in cliaddr;
socklen_t len = sizeof(cliaddr);
int newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);
if (newsockfd == -1) {
    // 错误处理
}

系统调用号

每个系统调用都有一个唯一的编号，这些编号在unistd.h（对于大多数系统调用）或syscall.h（对于一些特定的系统调用）中定义。例如，open的系统调用号是2，read的系统调用号是0，write的系统调用号是1。

注意事项

系统调用可能会失败，因此需要检查返回值。
系统调用通常会设置全局变量errno来指示错误类型。
在使用系统调用时，需要确保程序具有足够的权限来执行所需的操作。

通过这些示例和解释，你应该能够理解如何在C++中使用Linux系统调用进行基本的文件操作、进程控制、信号处理和网络通信。