c 库函数
它们都是动态分配内存，先看看它们的原型：
void *malloc( size_t size ); //分配的大小
void *calloc( size_t numElements, size_t sizeOfElement ); // 分配元素的个数和每个元素的大小
共同点就是：它们返回的是 void * 类型，也就是说如果我们要为int或者其他类型的数据分配空间必须显式强制转换；
colloc与malloc类似,但是主要的区别是存储在已分配的内存空间中的值默认为0,使用malloc时,已分配的内存中可以是任意的值.
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表头文件: #include <string.h>
定义函数: void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n)
函数说明: memcpy()用来拷贝src所指的内存内容前n个字节到dest所指的内存地址上。与strcpy()不同的是,memcpy()会完整的复制n个字节,不会因为遇到字符串结束'\0'而结束
返回值: 返回指向dest的指针
附加说明: 指针src和dest所指的内存区域不可重叠。
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mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零。mmap在用户空间映射调用系统中作用很大。
mmap()必须以PAGE_SIZE()为单位进行映射，而内存也只能以页为单位进行映射，若要映射非PAGE_SIZE整数倍的地址范围，要先进行内存对齐，强行以PAGE_SIZE的倍数大小进行映射。
start：映射区的开始地址，设置为0时表示由系统决定映射区的起始地址。
length：映射区的长度。//长度单位是 以字节为单位，不足一内存页按一内存页处理
prot：期望的内存保护标志，不能与文件的打开模式冲突。是以下的某个值，可以通过or运算合理地组合在一起
PROT_EXEC //页内容可以被执行
PROT_READ //页内容可以被读取
PROT_WRITE //页可以被写入
PROT_NONE //页不可访问
flags：指定映射对象的类型，映射选项和映射页是否可以共享。它的值可以是一个或者多个以下位的组合体
MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址，如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间，重叠部分将会被丢弃。如果指定的起始地址不可用，操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。
MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入，相当于输出到文件。直到msync()或者munmap()被调用，文件实际上不会被更新。
MAP_PRIVATE //建立一个写入时拷贝的私有映射。内存区域的写入不会影响到原文件。这个标志和以上标志是互斥的，只能使用其中一个。
MAP_DENYWRITE //这个标志被忽略。
MAP_EXECUTABLE //同上
MAP_NORESERVE //不要为这个映射保留交换空间。当交换空间被保留，对映射区修改的可能会得到保证。当交换空间不被保留，同时内存不足，对映射区的修改会引起段违例信号。
MAP_LOCKED //锁定映射区的页面，从而防止页面被交换出内存。
MAP_GROWSDOWN //用于堆栈，告诉内核VM系统，映射区可以向下扩展。
MAP_ANONYMOUS //匿名映射，映射区不与任何文件关联。
MAP_ANON //MAP_ANONYMOUS的别称，不再被使用。
MAP_FILE //兼容标志，被忽略。
MAP_32BIT //将映射区放在进程地址空间的低2GB，MAP_FIXED指定时会被忽略。当前这个标志只在x86-64平台上得到支持。
MAP_POPULATE //为文件映射通过预读的方式准备好页表。随后对映射区的访问不会被页违例阻塞。
MAP_NONBLOCK //仅和MAP_POPULATE一起使用时才有意义。不执行预读，只为已存在于内存中的页面建立页表入口。
fd：有效的文件描述词。一般是由open()函数返回，其值也可以设置为-1，此时需要指定flags参数中的MAP_ANON,表明进行的是匿名映射。
off_toffset：被映射对象内容的起点。
成功执行时，mmap()返回被映射区的指针，munmap()返回0。失败时，mmap()返回MAP_FAILED[其值为(void *)-1]，munmap返回-1。errno被设为以下的某个值
EACCES：访问出错
EAGAIN：文件已被锁定，或者太多的内存已被锁定
EBADF：fd不是有效的文件描述词
EINVAL：一个或者多个参数无效
ENFILE：已达到系统对打开文件的限制
ENODEV：指定文件所在的文件系统不支持内存映射
ENOMEM：内存不足，或者进程已超出最大内存映射数量
EPERM：权能不足，操作不允许
ETXTBSY：已写的方式打开文件，同时指定MAP_DENYWRITE标志
SIGSEGV：试着向只读区写入
SIGBUS：试着访问不属于进程的内存区
mmap操作提供了一种机制，让用户程序直接访问设备内存，这种机制，相比较在用户空间和内核空间互相拷贝数据，效率更高。在要求高性能的应用中比较常用。mmap映射内存必须是页面大小的整数倍，面向流的设备不能进行mmap，mmap的实现和硬件有关。
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int ioctl(int handle, int cmd,[int *argdx, int argcx]);
ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。它的参数个数如下：其中fd就是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd就是用户程序对设备的控制命令，至于后面的省略号，那是一些补充参数，一般最多一个，有或没有是和cmd的意义相关的。
有些命令需要控制参数，这些数据是不能用read / write 读写的,称为Out-of-band数据。也就是说,read / write 读写的数据是in-band数据,是I/O操作的主体，而ioctl 命令传送的是控制信息,其中的数据是辅助的数据。
ioctl的必要性
如果不用ioctl的话，也可以实现对设备I/O通道的控制，但那是蛮拧了。例如，我们可以在驱动程序中实现write的时候检查一下是否有特殊约定的数据流通过，如果有的话，那么后面就跟着控制命令（一般在socket编程中常常这样做）。但是如果这样做的话，会导致代码分工不明，程序结构混乱，程序员 自己也会头昏眼花的。所以，我们就使用ioctl来实现控制的功能。要记住，用户程序所作的只是通过命令码(cmd) 告诉驱动程序它想做什么，至于怎么解释这些命令和怎么实现这些命令，这都是驱动程序要做的事情。
ioctl如何实现
在驱动程序中实现的ioctl函数体内，实际上是有一个switch{case}结构，每一个case对应一个命令码，做出一些相应的操作。怎么实现这些操作，
这是每一个程序员自己的事情。 因为设备都是特定的，这里也没法说。关键在于怎样组织命令码，因为在ioctl中命令码是唯一联系用户程序命令
和驱动程序支持的途径 。 命令码的组织是有一些讲究的，因为我们一定要做到命令和设备是一一对应的，这样才不会将正确的命令发给错误的设备，
或者是把错误的命令发给正确的设备，或 者是把错误的命令发给错误的设备。这些错误都会导致不可预料的事情发生，而当程序员发现了这些奇怪的事
情的时候，再来调试程序查找错误，那将是非常困难的 事情。所以在Linux核心中是这样定义一个命令码的：
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| 设备类型 | 序列号 | 方向 |数据尺寸|
|----------|--------|------|--------|
| 8 bit | 8 bit | 2 bit|8~14 bit|
|----------|--------|------|--------|
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int execve(const char * filename,char * const argv[ ],char * const envp[ ]);
execve()用来执行参数filename字符串所代表的文件路径，第二个参数是利用指针数组来传递给执行文件，并且需要以空指针(NULL)结束，最后一个参数则为传递给执行文件的新环境变量数组。
xecve（执行文件）在父进程中fork一个子进程，在子进程中调用exec函数启动新的程序。exec函数一共有六个，其中execve为内核级系统调用，其他（execl，execle，execlp，execv，execvp）都是调用execve的库函数。
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#include<unistd.h>
定义函数 int fstat(int fildes,struct stat *buf);
函数说明 fstat()用来将参数fildes所指的文件状态，复制到参数buf所指的
结构中(struct stat)。Fstat()与stat()作用完全相同，不同处在
于传入的参数为已打开的文件描述词。详细内容请参考stat()。
返回值 执行成功则返回0，失败返回-1，错误代码存于errno。
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系统建立IPC通讯 （消息队列、信号量和共享内存） 时必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过ftok函数得到。
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
函数原型：
key_t ftok( const char * fname, int id )
fname就是你指定的文件名（已经存在的文件名），一般使用当前目录，如：
key_t key;
key = ftok(".", 1); 这样就是将fname设为当前目录。
id是子序号。虽然是int类型，但是只使用8bits(1-255）。
在一般的UNIX实现中，是将文件的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。
如指定文件的索引节点号为65538，换算成16进制为0x010002，而你指定的ID值为38，换算成16进制为0x26，则最后的key_t返回值为0x26010002。
查询文件索引节点号的方法是： ls -i
当删除重建文件后，索引节点号由操作系统根据当时文件系统的使用情况分配，因此与原来不同，所以得到的索引节点号也不同。
如果要确保key_t值不变，要么确保ftok的文件不被删除，要么不用ftok，指定一个固定的key_t值，比如:
#define IPCKEY 0x111
char path[256];
sprintf( path, "%s/etc/config.ini", (char*)getenv("HOME") );
msgid=ftok( path, IPCKEY );
同一段程序，用于保证两个不同用户下的两组相同程序获得互不干扰的IPC键值。
由于etc/config.ini（假定）为应用系统的关键配置文件，因此不存在被轻易删除的问题——即使被删，也会很快被发现并重建（此时应用系统也将被重启）。
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strdup（）是c语言中常用的一种字符串拷贝库函数，一般和free（）函数成对出现。
char *fgets(char *buf, int bufsize, FILE *stream);
参数
*buf: 字符型指针，指向用来存储所得数据的地址。
bufsize: 整型数据，指明存储数据的大小。
*stream: 文件结构体指针，将要读取的文件流。
返回值
成功，则返回第一个参数buf；
在读字符时遇到end-of-file，则eof指示器被设置，如果还没读入任何字符就遇到这种情况，则buf保持原来的内容，返回NULL；
如果发生读入错误，error指示器被设置，返回NULL，buf的值可能被改变。
定义函数 pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
waitpid()会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。
pid<-1 等待进程组识别码为 pid 绝对值的任何子进程。
pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。
pid>0 等待任何子进程识别码为 pid 的子进程。
参数options提供了一些额外的选项来控制waitpid，参数 option 可以为 0 或可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);
如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如：
ret=waitpid(-1,NULL,0);
WNOHANG 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若结束，则返回该子进程的ID。
WUNTRACED 若子进程进入暂停状态，则马上返回，但子进程的结束状态不予以理会。
子进程的结束状态返回后存于 status,底下有几个宏可判别结束情况:
WIFEXITED(status)如果若为正常结束子进程返回的状态，则为真；对于这种情况可执行WEXITSTATUS(status)，取子进程传给exit或_eixt的低8位。
WEXITSTATUS(status)取得子进程 exit()返回的结束代码,一般会先用 WIFEXITED 来判断是否正常结束才能使用此宏。
WIFSIGNALED(status)若为异常结束子进程返回的状态，则为真；对于这种情况可执行WTERMSIG(status)，取使子进程结束的信号编号。
WTERMSIG(status) 取得子进程因信号而中止的信号代码,一般会先用 WIFSIGNALED 来判断后才使用此宏。
WIFSTOPPED(status) 若为当前暂停子进程返回的状态，则为真；对于这种情况可执行WSTOPSIG(status)，取使子进程暂停的信号编号。
WSTOPSIG(status) 取得引发子进程暂停的信号代码,一般会先用 WIFSTOPPED 来判断后才使用此宏。
定义函数：
int execlp(const char * file,const char * arg,....);
函数说明：
execlp()函数属于exec()函数族（exec()族函数用一个新的进程映像替换当前进程映像）它是execve(2)函数的前端
execlp（从PATH 环境变量中查找文件并执行）
execlp()会从PATH 环境变量所指的目录中查找符合参数file的文件名，找到后便执行该文件，然后将第二个及以后的参数当做该文件的argv[0]、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针(NULL)作结束。如果用常数0来表示一个空指针，则必须将它强制转换为一个字符指针，否则将它解释为整形参数，如果一个整形数的长度与char * 的长度不同，那么exec函数的实际参数就将出错。如果函数调用成功,进程自己的执行代码就会变成加载程序的代码,execlp()后边的代码也就不会执行了.
返回值：
如果执行成功则函数不会返回，执行失败则直接返回-1，失败原因存于errno 中。
#include <stdio.h>
int fprintf (FILE* stream, const char*format, [argument])
FILE*stream：文件指针
const char* format：输出格式
[argument]：附加参数列表
eg:
fprintf(fp, "%d\n", a);
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#include <string.h>
char *strerror(int errnum);
返回指定类型的错误字符串
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#include <stdio.h>
void perror(const char *msg);
先输出msg字符串，然后输出“: ”字符串，最后输出errno对应的出错消息和换行符
msg + ": " + errno对应的错误信息 + "\n"
命令： uname -a
作用： 查看系统内核版本号及系统名称
方法二：
命令： cat /proc/version
作用： 查看目录"/proc"下version的信息，也可以得到当前系统的内核版本号及系统名称
补充说明：
／proc文件系统，它不是普通的文件系统，而是系统内核的映像，也就是说，该目录中的文件是存放在系统内存之中的，它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口。而我们使用命令“uname -a"的信息就是从该文件获取的，当然用方法二的命令直接查看它的内容也可以达到同等效果.另外，加上参数"a"是获得详细信息，如果不加参数为查看系统名称。
定义函数
ssize_t write (int fd,const void * buf,size_t count);
函数说明
write()会把指针buf所指的内存写入count个字节到参数fd所指的文件内。当然，文件读写位置也会随之移动。
返回值
如果顺利write()会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中。
函数原型
char *fgets(char *buf, int bufsize, FILE *stream);
参数
*buf: 字符型指针，指向用来存储所得数据的地址。
bufsize: 整型数据，指明存储数据的大小。
*stream: 文件结构体指针，将要读取的文件流。
返回值
成功，则返回第一个参数buf；
在读字符时遇到end-of-file，则eof指示器被设置，如果还没读入任何字符就遇到这种情况，则buf保持原来的内容，返回NULL；
如果发生读入错误，error指示器被设置，返回NULL，buf的值可能被改变。[1]
例：
如果一个文件的当前位置的文本如下
Love, I Have
Since you can do it.
如果用fgets(str1,6,file1);去读取
则执行后str1 = "Love," ，读取了6-1=5个字符
这个时候再执行fgets(str1,20,file1)则执行后str1 = " I Have\n"
而如果fgets(str1,23,file1);
则执行str1="Love ,I Have"，读取了一行(包括行尾的'\n',并自动加上字符串结束符'\0')，当前文件位置移至下一行，虽然23大于当前行上字符总和，可是不会继续到下一行。而下一次调用fgets()继续读取的时候是从下一行开始读。
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表头文件：#include <unistd.h>
函数定义：int execl(const char *path, const char *arg, ...);
函数说明：execl()用来执行参数path字符串所代表的文件路径， 接下来的参数代表执行该文件时传递的argv[0],argv[1].....是后一个参数必须用空指针NULL作结束
返回值 ：成功则不返回值， 失败返回-1， 失败原因存于errno中
将可变个参数(...)按照format格式化成字符串，然后将其复制到str中
(1) 如果格式化后的字符串长度 < size，则将此字符串全部复制到str中，并给其后添加一个字符串结束符('\0')；
(2) 如果格式化后的字符串长度 >= size，则只将其中的(size-1)个字符复制到str中，并给其后添加一个字符串结束符('\0')，返回值为欲写入的字符串长度。
所需头文件
#include <stdio.h>
strcpy() sprintf() strcat() 存在安全隐患， 其对应的安全版为：
strncpy() snprintf() strncat()
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);
fcntl()针对(文件)描述符提供控制.参数fd 是被参数cmd操作(如下面的描述)的描述符.针对cmd的值,fcntl能够接受第三个参数int arg
F_DUPFD用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述符，并且复制参数fd的文件描述符。执行成功则返回新复制的文件描述符。新描述符与fd共享同一文件表项，但是新描述符有它自己的一套文件描述符标志，其中FD_CLOEXEC文件描述符标志被清除。请参考dup2()。
F_GETFD取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。
F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg 的FD_CLOEXEC位决定。
F_GETFL 取得文件描述符状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。
F_SETFL 设置文件描述符状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。
F_GETLK 取得文件锁定的状态。
F_SETLK 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l_type 值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。
F_SETLKW F_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。
功能介绍
fcntl()用来操作文件描述符的一些特性。fcntl 不仅可以施加建议性锁，还可以施加强制锁。同时，fcntl还能对文件的某一记录进行上锁，也就是记录锁。
函数返回值
fcntl的返回值与命令有关。如果出错，所有命令都返回-1，如果成功则返回某个其他值。下列四个命令有特定返回值：F_DUPFD、F_GETFD、F_GETFL、F_GETOWN.第一个返回新的文件描述符，接下来的两个返回相应标志，最后一个返回一个正的进程ID或负的进程组ID。
fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC);
// 这里设置为FD_CLOEXEC表示当程序执行exec函数时本fd将被系统自动关闭,表示不传递给exec创建的新进程, 如果设置为fcntl(fd, F_SETFD, 0);那么本fd将保持打开状态复制到exec创建的新进程中
FD_CLOEXEC用来设置文件的close-on-exec状态标准。在exec()调用后，close-on-exec标志为0的情况，此文件不被关闭。非零则在exec()后被关闭。默认close-on-exec状态为0，需要通过FD_CLOEXEC设置。
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exec()函数族
下面我们来看看一个进程如何来启动另一个程序的执行。在Linux中要使用exec函数族。系统调用execve（）对当前进程进行替换，替换者为一个指定的程序，其参数包括文件名（filename）、参数列表（argv）以及环境变量（envp）。
exec函数族当然不止一个，但它们大致相同，在 Linux中，它们分别是：execl，execlp，execle，execv，execve和execvp，下面我只以execlp为例，其它函数究竟与execlp有何区别，请通过manexec命令来了解它们的具体情况。
一个进程一旦调用exec类函数，它本身就"死亡"了，系统把代码段替换成新的程序的代码，废弃原有的数据段和堆栈段，并为新程序分配新的数据段与堆栈段，唯一留下的，就是进程号，也就是说，对系统而言，还是同一个进程，不过已经是另一个程序了。
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函数说明
ftruncate()会将参数fd指定的文件大小改为参数length指定的大小。
参数fd为已打开的文件描述词，而且必须是以写入模式打开的文件。
如果原来的文件大小比参数length大，则超过的部分会被删去。
返回值
执行成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno。
#include <unistd.h>
#include <sys/mmap.h>
int mprotect(const void *start, size_t len, int prot);
mprotect()函数把自start开始的、长度为len的内存区的保护属性修改为prot指定的值。
prot可以取以下几个值，并且可以用“|”将几个属性合起来使用：
1）PROT_READ：表示内存段内的内容可写；
2）PROT_WRITE：表示内存段内的内容可读；
3）PROT_EXEC：表示内存段中的内容可执行；
4）PROT_NONE：表示内存段中的内容根本没法访问。
需要指出的是，锁指定的内存区间必须包含整个内存页（4K）。区间开始的地址start必须是一个内存页的起始地址，并且区间长度len必须是页大小的整数倍。
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