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一、系统调用（API）
系统调用就是操作系统提供的一些功能给程序员使用，这些功能已经被封装
成c函数的形式，但它们不是标准c的一部分
一遍应用程序运行在用户态（使用的是0~3G的虚拟内存）。系统调用时工作在内核态
（使用的是3-4G的虚拟内存）
常用的标准库函数绝大部分时间运行在用户态，底层偶尔也会调用系统函数进入内核态、
系统调用时运行的就是内核代码，内核代码属于内核的一部分，该代码的外部接口以
函数形式定义在共享库中(linux-gate.so ld-linux.so) ldd ./a.out查看
time ./a.out
real 执行总时间
user 用户态执行时间
sys 内核态执行时间
二、一切皆文件
UNIX、LINUX 为操作方把所有的服务、设备等内容都抽象成了文件的形式，并提供了一套简单
二统一的接口，这部分接口称为系统文件IO
也就是说UNIX/LINUX把任何对象都可以当做文件处理，以文件的形式访问
文件分类：
普通文件 - 包括纯文本文件、二进制文件、各种压缩文件
目录文件 d 类似windows文件夹（必须有执行权限才能进入）
块设备文件 b 保存大块数据的设备，例如硬盘
字符设备文件 c 例如键盘、鼠标等等
链接文件 l 类似于windows的快捷方式
管道文件 p
Socket文件 s 通常用于网络数据连接
三、文件相关的系统调用
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char pathname, int flags);
功能：打开文件
pathname:文件的路径
flags:打开文件的方式
O_RDONLY 只读
O_WRONLY 只写
O_RDWR 读写
O_APPEND 追加，文件位置指针在末尾
O_CREAT 文件不存在则创建
O_EXCL 文件不存在则创建失败
O_TRUNC 如果文件存在则清空
返回值：文件描述符，类型于标准库函数FILE,代表了一个打开的文件，成功返回非负数，失败返回-1
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
功能：创建文件
pathname:文件的路径
flags:打开文件的方式
只能写O_CREAT
mode：权限掩码
S_IRWXU 00700 拥有者 读写执行权限
S_IRUSR 00400 拥有者 读权限
S_IWUSR 00200 拥有者 写权限
S_IXUSR 00100 拥有者 执行权限
S_IRWXG 00070 同组 读写执行权限
S_IRGRP 00040 同组 读权限
S_IWGRP 00020 同组 写权限
S_IXGRP 00010 同组 执行权限
S_IRWXO 00007 其它 读写执行权限
S_IROTH 00004 其它 读权限
S_IWOTH 00002 其它 写权限
S_IXOTH 00001 其它 执行权限
返回值：文件描述符
int creat(const char *pathname, mode_t mode);
功能：创建文件
mode:同open的mode
返回值：文件描述符
练习1：测试fopen的打开方式以fopen的对应关系
w: O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666
w+: O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0666
r: O_RDONLY
r+: O_RDWR
a: O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0666
a+: O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0666
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：把内存中的数据写入到文件中
fd:文件描述符，也就是open的返回值
buf:待写的内存首地址
count：要写入的字节数
返回值：成功写入的字节数
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能：从文件中读取数据到内存中
fd:文件描述符
buf:数据存储的内存首地址
count：想要读取的字节数
返回值：实际读取到的字节数
int close(int fd);
功能：关闭文件
返回值：成功返回0，失败返回-1
直接使用标准IO比系统IO写入的速度更快，原因是标准IO有缓冲区机制，在写入数据时
并不是直接调用系统IO,而是先把缓冲区填满，然后再调用系统IO把缓冲区的数据一并写
入到文件中，提高读写速度
直接使用系统IO会频繁地切换用户态和内核态，更加耗时
如果我们也给系统IO增加一个缓冲区机制时，它的速度就会比标准IO还要快
标准IO > 系统IO
系统IO + 缓冲区 >标准IO
四、随机读写：
每个打开的文件都有一个记录着读写位置的文件指针，对文件的读写操作都从该指针
指向的位置进行，位置指针会随着读写操作二增加移动
一个打开的文件，位置指针指向开头，如果使用O_APPEND，则在文件末尾如果想要
随意读取文件中的任意位置的数据，可以通过调整位置指针来实现
//标准IO
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
返回值：成功0 失败-1
//系统IO
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
fd：文件描述符
offset:偏移量
whence:基础位置
SEEK_SET 文件开头
SEEK_CUR 当前位置
SEEK_END 文件末尾
返回值：调整后文件位置指针所在的位置
如果在越过文件末尾的位置写入数据，将在中间形成空洞，空洞会被计算入文件大小中，
但不会占用磁盘空间
五、系统IO读写文本文件
系统IO是没有fprintf和fscanf函数的，因此不能直接读写文本文件，
写文本文件：
对象 sprintf 转换成字符串，然后再通过write写入文件
读取文本文件：
read字符串形式读取，然后再使用 sscanf 解析转换成对应的数据使用
六、文件描述符
1、非负整数，代表一个打开的文件
2、通过系统调用（open、create）返回，也可以被内核空间引用
3、它代表一个内核对象（类似于FILE对象），因为内核不能暴露该对象的地址，因此通过它来表示
4、内核中有一张记录了所有打开的文件对象，文件描述符就是访问这张表的标，相当于访问文件的凭证
内核中有三个默认打开的文件描述符
0 stdin 标准输入
1 stdout 标准输出
2 stdrr 标准错误
文件描述符的复制：
#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);
功能：复制一个已经打开的文件描述符
返回值：返回一个没有用过的最小的文件描述符
int dup2(int oldfd, int newfd);
功能：复制成一个指定的文件描述符
newfd；想要复制成的文件描述符，如果newfd已经打开，会先关闭再复制
返回值：返回newfd的值
注意：复制成功后，相当于两个不同的文件描述符对应于同一个打开的文件
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