总论
Linux下API编程不像Windows一样，对每种设备和不同功能都有统一的API，所以有了《Windows核心编程》这种导论一类的大而全的书籍，整本书厚的像一块砖头。
Linux下贯彻了一贯的“一切皆文件”的宗旨，所以对于系统编程而言，整体API算是非常少了。网上有很多大佬做过很多分析总结，或者参考《Linux系统高级编程》，很快就能大概得到整体概览。
这里我提供一个网友做的在线Wiki作为参考：Linux API速查手册
Linux基础API
文件
文件I O
-
基于文件描述符
-
open
-
read
-
write
-
lseek
-
fcntl
-
dup
-
基于数据流 ANSI C
| fopen | fclose |
|---|---|
| fwrite | fread |
| fputc | fgetc |
| fputs | fgets |
| feof | ferror |
| fseek | rewind |
| ftell |
文件与目录
-
文件操作
-
chown
-
rename
-
stat
-
dirname
-
basename
-
目录操作
-
getcwd
IPC 进程间通信
1. 管道
| pipe | mkfifo |
|---|
2. 信号处理
- 信号类型
- psignal
- kill
- raise
- signal
- sigaction
- 信号阻塞
- sigsuspend
- sigalstack
3.1 IPC对象 System V
| 消息队列 | 信号量 | 共享内存 |
|---|---|---|
| msgget | semget | shmget |
| msgctl | semctl | shmctl |
| msgsnd | semop | shmat |
| msgrcv | shmdt |
3.2 IPC对象 POSIX
- 消息队列
- 信号量
- 共享内存
4. 网络编程
| 套接字结构 | 套接字函数 |
|---|---|
| 字节序转换 | 地址转换 |
| 主机 | 服务 |
- 带外数据
- sockatmark
并发编程
1. 进程控制
| fork | vfork |
|---|---|
| exec~ | system |
| wait | waitpid |
2. 多线程
-
基本编程
-
pthread_create
-
pthread_exit
-
pthread_join
-
线程同步
-
互斥锁
-
条件变量
-
读写锁
-
线程信号
-
POSIX信号量
3. IO多路复用
- select BSD
- poll System V
- epoll模型
- epoll_create
- epoll_ctl
- epoll_wait
4. 异步IO(AIO)
其他
时间与定时
| ANSI C | POSIX |
|---|---|
| time | gettimeofday |
| difftime | getitimer |
| localtime | |
| ctime |
系统管理
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| uname | 得到内核的名称和信息 |
| getpwuid | 通过uid获得相应的结构体passwd |
| getpwnam | 通过用户名获得相应的结构体passwd |
| getspnam | 通过用户名获得结构体spwd（内包含密码） |
| getgrgid | 通过gid获得相应的结构体group |
| getgrnam | 通过组名获得相应的结构体group |
| getenv | 获取系统环境变量的值 |
命令行
- getopt
Linux Video
Linux下设备没有统一的API进行管理，但是Linux的设备驱动注册有统一的逻辑。如果是按照驱动标准编写的设备，根据Linux驱动原理，会在/dev/class/xxx对应位置产生设备文件描述符，通过这里就可以得到所有对应的类型的设备。
依据这个原理，我们就可以查看系统设备信息，然后遍历设备详细信息。
对于Video设备而言，当然可以通过基础API open等相关函数直接操作，但是太过低效和复杂，所以有了video for linux2 (v4l2)的软件内核驱动，通过它可以简单地操作视频设备。
参看 V4L2摄像头应用编程
Linux Audio API
Linux声音系统有些混乱，它有三套音频驱动: OSS (Open Sound System), 商业版的OSS，和ALSA (Advanced Linux Sound Architechture)。 所以底层驱动有OSS和ALSA两套API。
+----------+--------------+--------------------+---------+
|设备类型 | OSS | ALSA | 备注 |
+----------+--------------+--------------------+---------+
|声音采样 | /dev/dsp0 | /dev/snd/pcmC0D0 | |
+----------+--------------+--------------------+---------+
| 混音器 | /dev/mixer0 | /dev/snd/mixerC0D0 | 控制音量|
+----------+--------------+--------------------+---------+
|高层音序器| /dev/music0 | N/A | MIDI支持|
+----------+--------------+--------------------+---------+
|低层音序器| /dev/midi0 | N/A | MIDI支持|
+----------+--------------+--------------------+---------+
|声音状态 | /dev/sndstat| N/A | |
+----------+--------------+--------------------+---------+
|控制文件 | N/A | /dev/snd/controlC0 | |
+----------+--------------+--------------------+---------+
ALSA提供了和OSS不同的API，因此如果你使用ALSA做音频驱动， 一些通过OSS操作声音的程序将不能正常发声。
为了解决这一问题，ALSA提供了兼容OSS的库， 因此，如果你使用 ALSA 驱动声卡，也安装了兼容OSS的库， 那些使用OSS API的程序也能正常工作。
Linux 音频开发之入门篇
应用程序和声卡驱动的交互方式
直接和底层声音驱动打交道
有一些应用程序直接和最底层的声音驱动（OSS_或_ALSA）打交道， 程序内部直接调用 OSS 或 ALSA 的API。
通过声音服务器
声音服务器介于应用程序和声卡驱动之间。 当不同的应用调用声音服务器的API来播放声音时，它们把音频数据送到服务器， 服务器将一个以上的播放请求混音后，再发送给底层的声卡驱动(ALSA_或_OSS)。 由_ALSA_或_OSS_来驱动声卡播放混音后的数据。 基于_ESD_开发音频程序的好处有：（1）简化开发。（2）即使底层驱动不支持多线程， 通过声音服务器也能实现多个应用程序同时发声。（3）有更好的音效。
- ESD
ESD 一直是 Gnome 桌面环境的声音服务器， Gnome 应用多是通过 ESD 处理声音的。 - aRts
和 ESD 对应，aRts 是 KDE 桌面环境的声音服务器， 底层通过 ALSA 驱动声卡。KDE 应用多通过 aRts 处理声音。 - PulseAudio
PulseAudio_是新一代声音服务器，能提供更好的音效， 已经有越来越多的应用通过_PulseAudio_处理声音。 为了让使用_ESD_的程序能继续在_PulseAudio 上工作， PulseAudio 提供了 ESD 的兼容层。 Gnome 未来将采用_PulseAudio_取代_ESD_。
通过其它库
除了声音服务器，为了简化开发，还出现了其它的一些声音库。 这些声音库有的和声音服务器打交道，有的直接和最底层的声音驱动（OSS_或_ALSA）打交道。 比如游戏程序使用的_SDL_库，就是直接和声音驱动打交道。
所以，audio比video更混乱，一般使用ALSA框架处理，或者更高阶的PulseAudio进行。
ALSA Layer比较复杂，功能不足，推出了ASoC
PipeWire 是未来的大统一方案，但是还是太新了。
总结： 在乎性能和功能，直接选择ALSA, 否则可以尝试PulseAudio/PipeWire。
Linux USB API
Linux下USB也没有HIDAPI一类的库，目前也没有官方一点的标准框架，只有libusb这个跨平台的第三方库。
参看:
- https://blog.csdn.net/whstudio123/article/details/104348736
- https://www.kernel.org/doc/html/latest/driver-api/usb/usb.html#introduction-to-usb-on-linux
- https://blog.csdn.net/qq_27149449/article/details/119704387
