Linux环境下系统函数的使用
作者：zccst
一．数学函数
随即函数rand()
函数原型：int rand(void)
函数输入：无
函数输出：2~2147483648（0至RAND_MAX间）
头文件： #include <stdlib.h>
二．字符函数
字符测试函数如下：
函数名
功能
isalnum
测试字符是否为英文或数字
Isalpha
测试字符是否为英文字母
Isascii
测试字符是否为ASCII码字符
Isctrl
测试字符是否为ASCII码字符控制字符
Isdigit
测试字符是否为阿拉伯字符
Islower
测试字符是否为小写字母
Isprint
测试字符是否为可打印字符
Isspace
测试字符是否为空格字符
Ispunct
测试字符是否为标点符号或特殊字符
Isupper
测试字符是否为大写字母
isxdigit
测试字符是否为16进制数字
为说明其使用方法，选isupper为例说明，其他类同。
函数原型：int isupper(int c)
函数功能：测试字符是否为大写字母
参数输入：字符
函数返回：TRUE(ABC……XYZ)，NULL(非大写字母)
头文件： #include <ctype.h>
备注： 此为宏定义，并非真正函数。
例子：从键盘读入一行字符，测试读入字符是否为大写字符。
vi testupper 编辑源码
#include "stdio.h"
#include <ctype.h>
main()
{
char c;
while((c=getchar()) != '/n')
if(isupper(c))
printf("%c is an uppercase character/n", c);
}
输出结果：
[root@localhost 3-4]# ./testupper
Welcome To BeiJing
W is an uppercase character
T is an uppercase character
B is an uppercase character
J is an uppercase character
注1：getchar函数的解释
getchar()是在输入缓冲区顺序读入一个字符(包括空格、回车和Tab)。
所以你在输入“12”回车后，“1”首先被读入，“2”和回车还在输入缓冲区里，被后面的getchar()依次读入。所以有这样的运行结果。
这是getchar()使用的不方便的地方。解决方法：
（1）使用下面的语句清除回车：
while(getchar()!='/n');
（2）用getche()或getch()代替getchar()，其作用是从键盘读入一个字符（不用按回车），注意要包含头文件<conio.h> 。
注2：getchar和getch的区别
getchar有一个int型的返回值.当程序调用getchar时.程序就等着用户按键.用户输入的字符被存放在键盘缓冲区中.直到用户按回车为止(回车字符也放在缓冲区中).getchar函数的返回值是用户输入的第一个字符的ASCII码,如出错返回-1,且将用户输入的字符回显到屏幕.如用户在按回车之前输入了不止一个字符,其他字符会保留在键盘缓存区中,等待后续getchar调用读取.也就是说,后续的getchar调用不会等待用户按键,而直接读取缓冲区中的字符,直到缓冲区中的字符读完为后,才等待用户按键.
getch与getchar基本功能相同,差别是getch直接从键盘获取键值,不等待用户按回车,只要用户按一个键,getch就立刻返回,getch返回值是用户输入的ASCII码,出错返回-1.输入的字符不会回显在屏幕上.getch函数常用于程序调试中,在调试时,在关键位置显示有关的结果以待查看,然后用getch函数暂停程序运行,当按任意键后程序继续运行.
简单的说,getch()是读取按键值常放在程序末尾起暂停作用而getchar()是从标准输入设备读取下一个字符~~所读字符若文件结束或出错则返回-1
下面的链接有这些函数更详细的注释及实例，请参阅：
http://tieba.baidu.com/f?kz=176949561
http://man.chinaunix.net/develop/c&c++/linux_c/default.htm
三．系统时间与日期函数
系统时间与日期函数如下：
函数名
功能
char * asctime(const struct tm * timeptr);
参数timeptr所指的tm结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果以字符串形态返回。
例：Fri Sep 18 07:21:50 2009
char *ctime(const time_t *timep);
将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果以字符串形态返回。
int gettimeofday ( struct timeval * tv , struct timezone * tz )
把目前的时间有tv所指的结构返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中。
struct tm*gmtime(const time_t*timep);
将参数timep 所指的time_t 结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。
struct tm *localtime(const time_t * timep);
将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。
time_t mktime(strcut tm * timeptr);
将参数timeptr所指的tm结构数据转换成从公元1970年1月1日0时0分0 秒算起至今的UTC时间所经过的秒数。
int settimeofday ( const struct timeval *tv,const struct timezone *tz);
把目前时间设成由tv所指的结构信息，当地时区信息则设成tz所指的结构。详细的说明请参考gettimeofday()。
time_t time(time_t *t);
返回从公元1970年1月1日的UTC时间从0时0分0秒算起到现在所经过的秒数。
四．环境控制函数
getenv()
相关函数 ：putenv，setenv，unsetenv
表头文件 ：#include<stdlib.h>
定义函数 ：char * getenv(const char *name);
函数说明 ：getenv()用来取得参数name环境变量的内容。参数name为环境变量的名称，如果该变量存在则会返回指向该内容的指针。环境变量的格式为name＝value。
返回值 ：执行成功则返回指向该内容的指针，找不到符合的环境变量名称则返回NULL。
范例
#include<stdlib.h>mian(){char *p;if((p = getenv(“USER”)))printf(“USER=%sn”,p);}
执行
USER = root
putenv（改变或增加环境变量）
相关函数 ：getenv，setenv，unsetenv
表头文件 ：#include4<stdlib.h>
定义函数 ：int putenv(const char * string);
函数说明 ：putenv()用来改变或增加环境变量的内容。参数string的格式为name＝value，如果该环境变量原先存在，则变量内容会依参数string改变，否则此参数内容会成为新的环境变量。
返回值 ：执行成功则返回0，有错误发生则返回-1。
错误代码 ：ENOMEM 内存不足，无法配置新的环境变量空间。
范例
#include<stdlib.h>main(){char *p;if((p = getenv(“USER”)))printf(“USER =%sn”,p);putenv(“USER=test”);printf(“USER+5sn”,getenv(“USER”));}
执行
USER=rootUSER=root
setenv（改变或增加环境变量）
相关函数 ：getenv，putenv，unsetenv
表头文件 ：#include<stdlib.h>
定义函数 ：int setenv(const char *name,const char * value,int overwrite);
函数说明 ：setenv()用来改变或增加环境变量的内容。参数name为环境变量名称字符串。
参数 ：value 则为变量内容，参数overwrite用来决定是否要改变已存在的环境变量。如果overwrite不为0，而该环境变量原已有内容，则原内容会被改为参 数value所指的变量内容。如果overwrite为0，且该环境变量已有内容，则参数value会被忽略。
返回值 ：执行成功则返回0，有错误发生时返回-1。
错误代码 ：ENOMEM 内存不足，无法配置新的环境变量空间
范例
#include<stdlib.h>main(){char * p;if((p=getenv(“USER”)))printf(“USER =%sn”,p);setenv(“USER”,”test”,1);printf(“USER=%sn”,getenv(“USEr”));unsetenv(“USER”);printf(“USER=%sn”,getenv(“USER”));}
执行
USER = rootUSER = testUSER = (null)
五．内存分配函数
* kmalloc：这个用到很多。这个函数将会分配一片连续的物理内存。通常分配连续物理内存的好处就是构造页表的时候开销很低（通常线性地址加上一个偏移就是物理地址），同时访问起来效率也高。当然连续的物理内存也是很宝贵的资源。内核中使用的buddy algorithm和slab机制都是为了尽量减少内存碎片，增加连续内存分配成功的几率。kmalloc有很多mode，比如说GFP_KERNEL， GFP_ATOMIC。这些mode其实是一些更细节的flag的组合，比如说 GFP_KERNEL 就是 __GFP_WAIT | __GFP_IO | __GFP_FS ； 而 GFP_ATOMIC 就是 __GFP_HIGH。在一些中断处理中需要内存分配立刻返回，这样就需要不同的kmalloc 模式。这些flag具体的意思可以参考LDD3的第八章。
* kmem_cache：这个是Linux内核Slab机制提供的特殊的内存分配函数。“slab”直译过来就是“水泥预制板”:) 其实这个名字非常的形象。内核中经常要分配一些常用的struct，比如说filp, task_struct, file等等。Slab是一个lookaside cache机制，在内存中会创建一个memory pool。这个pool里面当然就是这些指定大小的object。这样分配或者释放起来都很高效（省去了内存分配和初始化的过程）。
* __get_free_pages：是直接获取整页的内存（页数是2的幂）。其实kmalloc在实现的时候也调用了这个函数。当需要分配大量的内存的时候，使用这个函数能够提高效率。
* vmalloc：这个函数分配一片连续的“虚拟内存”。也就是说返回的线性地址虽然是连续的，但是映射到的物理内存是不连续的，而且跟物理地址可能不是一一对应的（不同于kmalloc和__get_free_pages）。所以在使用分配到的内存时，页表的查询比较频繁，所以效率相对较低。但是 LDD3中提到了Linux内核在create_module的时候，采用的就是vmalloc。我看了看/proc/kallsyms，我load的 module里面的symbol确实都分布在不同的内存区域。
六．数据结构中常用函数
函数名
功能
void *bsearch(const void *key,const void *base,size_t nmemb,size_tsize,int (*compar) (const void*,const void*));
二分法搜索(从排好序的数组中查找数据)
void *lfind (const void *key,const void *base,size_t *nmemb,size_t
size,int(* compar) (const void * ,const void *));
线性搜索(在数组中从头至尾逐项找一遍)
void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,int(*compar)(const void *, const void *));
它根据compar所指向的函数所提供的顺序对base所指向的数组进行排序，nmemb为参加排序的元素个数，size为每个元素所占的字节数。
