在搭建起嵌入式開發環境之后，從本章開始，讀者將真正開始學習嵌入式Linux的應用開發。由于嵌入式Linux是經Linux裁減而來的，它的系統調用及用戶編程接口API與Linux基本是一致的，因此，在以后的章節中，筆者將首先介紹Linux中相關內容的基本編程開發，主要講解與嵌入式Linux中一致的部分，然后再將程序移植到嵌入式的開發板上運行。因此，沒有開發板的讀者也可以先在Linux上開發相關應用程序，這對以后進入嵌入式Linux的實際開發是十分有幫助的。本章主要講解文件I/O相關開發，經過本章的學習，讀者將會掌握以下內容。

6.1Linux系統調用及用戶編程接口（API）

由于本章是講解Linux編程開發的第1章，因此希望讀者更加明確Linux系統調用和用戶編程接口（API）的概念。在了解了這些之后，會對Linux以及Linux的應用編程有更深入的理解。

6.1.1系統調用

所謂系統調用是指操作系統提供給用戶程序調用的一組“特殊”接口，用戶程序可以通過這組“特殊”接口來獲得操作系統內核提供的服務。例如用戶可以通過進程控制相關的系統調用來創建進程、實現進程調度、進程管理等。

在這里，為什么用戶程序不能直接訪問系統內核提供的服務呢？這是由于在Linux中，為了更好地保護內核空間，將程序的運行空間分為內核空間和用戶空間（也就是常稱的內核態和用戶態），它們分別運行在不同的級別上，在邏輯上是相互隔離的。因此，用戶進程在通常情況下不允許訪問內核數據，也無法使用內核函數，它們只能在用戶空間操作用戶數據，調用用戶空間的函數。

但是，在有些情況下，用戶空間的進程需要獲得一定的系統服務（調用內核空間程序），這時操作系統就必須利用系統提供給用戶的“特殊接口”——系統調用規定用戶進程進入內核空間的具體位置。進行系統調用時，程序運行空間需要從用戶空間進入內核空間，處理完后再返回用戶空間。

Linux系統調用部分是非常精簡的系統調用（只有250個左右），它繼承了UNIX系統調用中最基本和最有用的部分。這些系統調用按照功能邏輯大致可分為進程控制、進程間通信、文件系統控制、系統控制、存儲管理、網絡管理、socket控制、用戶管理等幾類。

6.1.2用戶編程接口（API）

前面講到的系統調用并不是直接與程序員進行交互的，它僅僅是一個通過軟中斷機制向內核提交請求，以獲取內核服務的接口。在實際使用中程序員調用的通常是用戶編程接口——API，也就是本書后面要講到的API函數。但并不是所有的函數都一一對應一個系統調用，有時，一個API函數會需要幾個系統調用來共同完成函數的功能，甚至還有一些API函數不需要調用相應的系統調用（因此它所完成的不是內核提供的服務）。

在Linux中，用戶編程接口（API）遵循了在UNIX中最流行的應用編程界面標準——POSIX標準。POSIX標準是由IEEE和ISO/IEC共同開發的標準系統。該標準基于當時現有的UNIX實踐和經驗，描述了操作系統的系統調用編程接口（實際上就是API），用于保證應用程序可以在源代碼一級上在多種操作系統上移植運行。這些系統調用編程接口主要是通過C庫（libc）實現的。

6.1.3系統命令

以上講解了系統調用、用戶編程接口（API）的概念，分析了它們之間的相互關系，那么，讀者在第2章中學到的那么多的Shell系統命令與它們之間又是怎樣的關系呢？

系統命令相對API更高了一層，它實際上是一個可執行程序，它的內部引用了用戶編程接口（API）來實現相應的功能。它們之間的關系如圖6.1所示。

圖6.1系統調用、API及系統命令之間的關系