UNIXシステムコール

システムコールとはLinuxやUnixが提供する機能をC言語から使うためのAPI関数です。その一覧と使い方をご紹介します。

システムコール一覧

close

closeはファイルディスクリプタを閉じるシステムコールである。

#include <unistd.h>

int close(int fd);

引数

fd

クローズするファイルディスクリプタ

戻り値

ファイルディスクリプタのクローズに成功すると、openは0を返す。クローズに失敗すると-1を返し、errnoにエラー番号がセットされる。

エラー

EBADF

fd は有効なオープンファイル記述子ではありません。

EINTR

close() の呼び出しがシグナルによって中断されました。

EIO

I/Oエラーが発生しました。

ENOSPC, EDQUOT

NFSでは、これらのエラーは、通常、利用可能な書き込みを超えた最初の書き込みに対して報告されません。ストレージスペースではなく、その後の write(2), fsync(2), close() に対して行われます。

fork

forkは子プロセスを作成するシステムコールである。

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

fstat

fstatはファイルの状態を取得するシステムコールである。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int fstat(int fd, struct stat *statbuf);

fd

状態を取得するファイルディスクリプタ

statbuf

stat構造体を返す。stat構造体は以下のフィールドを含んでいる。

struct stat {
    dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
    ino_t     st_ino;         /* Inode number */
    mode_t    st_mode;        /* File type and mode */
    nlink_t   st_nlink;       /* Number of hard links */
    uid_t     st_uid;         /* User ID of owner */
    gid_t     st_gid;         /* Group ID of owner */
    dev_t     st_rdev;        /* Device ID (if special file) */
    off_t     st_size;        /* Total size, in bytes */
    blksize_t st_blksize;     /* Block size for filesystem I/O */
    blkcnt_t  st_blocks;      /* Number of 512B blocks allocated */

    /* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond
       precision for the following timestamp fields.
       For the details before Linux 2.6, see NOTES. */

    struct timespec st_atim;  /* Time of last access */
    struct timespec st_mtim;  /* Time of last modification */
    struct timespec st_ctim;  /* Time of last status change */

#define st_atime st_atim.tv_sec      /* Backward compatibility */
#define st_mtime st_mtim.tv_sec
#define st_ctime st_ctim.tv_sec
};

ファイルディスクリプタで指定する以外は、statと同じである。

lstat

lstatはファイルの状態を取得するシステムコールである。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

pathname

状態を取得するファイルをパス名で指定する。

statbuf

stat構造体を返す。stat構造体は以下のフィールドを含んでいる。

struct stat {
    dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
    ino_t     st_ino;         /* Inode number */
    mode_t    st_mode;        /* File type and mode */
    nlink_t   st_nlink;       /* Number of hard links */
    uid_t     st_uid;         /* User ID of owner */
    gid_t     st_gid;         /* Group ID of owner */
    dev_t     st_rdev;        /* Device ID (if special file) */
    off_t     st_size;        /* Total size, in bytes */
    blksize_t st_blksize;     /* Block size for filesystem I/O */
    blkcnt_t  st_blocks;      /* Number of 512B blocks allocated */

    /* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond
       precision for the following timestamp fields.
       For the details before Linux 2.6, see NOTES. */

    struct timespec st_atim;  /* Time of last access */
    struct timespec st_mtim;  /* Time of last modification */
    struct timespec st_ctim;  /* Time of last status change */

#define st_atime st_atim.tv_sec      /* Backward compatibility */
#define st_mtime st_mtim.tv_sec
#define st_ctime st_ctim.tv_sec
};

open

openはファイルを開くシステムコールである。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

pathname

オープンするファイルのパス名

flags

フラグ

フラグ	説明
O_APPEND	アペンド（追加）モードでファイルを開く。
O_CREAT	もしpathnameで指定したファイルが存在しなければ、ファイルを作成する。
O_DIRECTORY	もしpathnameで指定したパスがディレクトリでなければ、ファイルのオープンに失敗する。

mode

ファイルモードを指定する。

戻り値

ファイルのオープンに成功した場合、ファイル記述子を返す。ファイルのオープンに失敗した場合、-1 を返す。

エラー

EACCES

要求されたファイルへのアクセスが許可されていない。

read

readはファイルディスクリプタから読み出すシステムコールである。

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

fd

読み出すファイルディスクリプタ

buf

バッファ

count

読み出すサイズ

stat

statはファイルの状態を取得するシステムコールである。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

pathname

状態を取得するファイルのパス名

statbuf

取得した状態を格納するstat構造体のポインタを指定する。stat構造体は以下のフィールドを含んでいる。

struct stat {
    dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
    ino_t     st_ino;         /* Inode number */
    mode_t    st_mode;        /* File type and mode */
    nlink_t   st_nlink;       /* Number of hard links */
    uid_t     st_uid;         /* User ID of owner */
    gid_t     st_gid;         /* Group ID of owner */
    dev_t     st_rdev;        /* Device ID (if special file) */
    off_t     st_size;        /* Total size, in bytes */
    blksize_t st_blksize;     /* Block size for filesystem I/O */
    blkcnt_t  st_blocks;      /* Number of 512B blocks allocated */

    /* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond
       precision for the following timestamp fields.
       For the details before Linux 2.6, see NOTES. */

    struct timespec st_atim;  /* Time of last access */
    struct timespec st_mtim;  /* Time of last modification */
    struct timespec st_ctim;  /* Time of last status change */

#define st_atime st_atim.tv_sec      /* Backward compatibility */
#define st_mtime st_mtim.tv_sec
#define st_ctime st_ctim.tv_sec
};

write

writeはファイルディスクリプタへ書き込むシステムコールである。

#include <unistd.h>

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

fd

書き込むファイルディスクリプタ

buf

バッファ

count

書き込むサイズ

エラー番号

システムコールを呼び出した際にエラーが発生すると、外部変数 errno にエラー番号が格納される。

同じ意味のエラーでも、プラットフォームによりエラー番号が異なることがある。

標準Cライブラリーのperror関数で、エラー番号に対応するシステムエラーメッセージを標準出力に出力することができる。

EPERM

Operation not permitted

操作は許可されていない。

ENOENT

No such file or directory

ファイルまたはディレクトリが存在しません。

ESRCH

No such process

プロセス、LWP、またはスレッドが存在しません。

EINTR

Interrupted system call

システムコールに割り込みが発生しました。

EIO

I/O error

ENXIO

No such device or address

E2BIG

Arg list too long

ENOEXEC

Exec format error

EBADF

Bad file number

ECHILD

No child processes

EAGAIN / EWOULDBLOCK

Resource temporarily unavailable

ENOMEM

Not enough space

EACCES

Permission denied

EFAULT

Bad address

ENOTBLK

Block device required

EBUSY

Device busy

EEXIST

File exists

EXDEV

Cross-device link

ENODEV

No such device

ENOTDIR

Not a directory

EISDIR

Is a directory

EINVAL

Invalid argument

不正な引数です。

ENFILE

File table overflow

EMFILE

Too many open files

ENOTTY

Inappropriate ioctl for device

ETXTBSY

Text file busy

EFBIG

File too large

ENOSPC

No space left on device

デバイスに空き領域がありません。

write(2)システムコールは、直接ディスクに書き込むわけではありません。書き込みをスケジュールするだけです。ディスクの空き領域が足りない場合でも、ENOSPCでエラーになるとは限りません。書き込みに成功したかどうかは、fsync(2)を呼び出したうえ、close(2)の戻り値を確認する必要があります。

ESPIPE

Illegal seek

EROFS

Read-only file system

EMLINK

EPIPE

EDOM

ERANGE

ENOMSG

EIDRM

ECHRNG

EL2NSYNC

EL3HLT

EL3RST

ELNRNG

EUNATCH

ENOCSI

EL2HLT

EDEADLK

ENOLCK

ECANCELED

ENOTSUP

EDQUOT

EBADE