Linux系统调用和库函数调用的区别

Linux下对文件操做有两种方式：系统调用(system call)和库函数调用(Library functions)。系统调用实际上就是指最底层的一个调用，在linux程序设计里面就是底层调用的意思。面向的是硬件。而库函数调用则面向的是应用开发的，至关于应用程序的api,采用这样的方式有不少种缘由，第一：双缓冲技术的实现。第二，可移植性。第三，底层调用自己的一些性能方面的缺陷。第四：让api也能够有了级别和专门的工做面向。

　　一、系统调用

　　系统调用提供的函数如open, close, read, write, ioctl等，需包含头文件unistd.h.以write为例：其函数原型为 size_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes)，其操做对象为文件描述符或文件句柄fd(file descriptor)，要想写一个文件，必须先以可写权限用open系统调用打开一个文件，得到所打开文件的fd,例如 fd=open(\“/dev/video\”, O_RDWR)。fd是一个整型值，每新打开一个文件，所得到的fd为当前最大fd加1.Linux系统默认分配了3个文件描述符值：0-standard input,1-standard output,2-standard error.

　　系统调用一般用于底层文件访问(low-level file access)，例如在驱动程序中对设备文件的直接访问。

　　系统调用是操做系统相关的，所以通常没有跨操做系统的可移植性。

　　系统调用发生在内核空间，所以若是在用户空间的通常应用程序中使用系统调用来进行文件操做，会有用户空间到内核空间切换的开销。事实上，即便在用户空间使用库函数来对文件进行操做，由于文件老是存在于存储介质上，所以无论是读写操做，都是对硬件(存储器)的操做，都必然会引发系统调用。也就是说，库函数对文件的操做其实是经过系统调用来实现的。例如C库函数fwrite()就是经过write()系统调用来实现的。

　　这样的话，使用库函数也有系统调用的开销，为何不直接使用系统调用呢？这是由于，读写文件一般是大量的数据(这种大量是相对于底层驱动的系统调用所实现的数据操做单位而言)，这时，使用库函数就能够大大减小系统调用的次数。这一结果又缘于缓冲区技术。在用户空间和内核空间，对文件操做都使用了缓冲区，例如用fwrite写文件，都是先将内容写到用户空间缓冲区，当用户空间缓冲区满或者写操做结束时，才将用户缓冲区的内容写到内核缓冲区，一样的道理，当内核缓冲区满或写结束时才将内核缓冲区内容写到文件对应的硬件媒介。

　　二、库函数调用

　　标准C库函数提供的文件操做函数如fopen, fread, fwrite, fclose, fflush, fseek等，需包含头文件stdio.h.以fwrite为例，其函数原型为size_t fwrite(const void *buffer, size_t size, size_t item_num, FILE *pf)，其操做对象为文件指针FILE *pf,要想写一个文件，必须先以可写权限用fopen函数打开一个文件，得到所打开文件的FILE结构指针pf,例如pf=fopen(\“~/proj/filename\”, \“w\”)。实际上，因为库函数对文件的操做最终是经过系统调用实现的，所以，每打开一个文件所得到的FILE结构指针都有一个内核空间的文件描述符fd与之对应。一样有相应的预约义的FILE指针：stdin-standard input,stdout-standard output,stderr-standard error.

　　库函数调用一般用于应用程序中对通常文件的访问。

　　库函数调用是系统无关的，所以可移植性好。

　　因为库函数调用是基于C库的，所以也就不可能用于内核空间的驱动程序中对设备的操做。

※ 函数库调用 VS 系统调用