嵌入式Linux系统编程 — 5.1 uname、sysinfo、gethostname、sysconf函数查询系统信息

目录

1 uname函数获取内核名称和信息

1.1 Linux系统命令行

1.2 系统调用函数

2 sysinfo 函数

3 gethostname 函数

4 sysconf函数

1 uname函数获取内核名称和信息

1.1 Linux系统命令行

在Linux系统中，uname命令行工具可以显示关于当前操作系统的信息。这个命令有多种选项可以用来显示不同的系统信息。以下是一些常用的uname选项：

  • -a 或 --all：显示所有信息。
  • -s 或 --kernel-name：显示内核名称。
  • -n 或 -nodename：显示网络节点名称（即主机名）。
  • -r 或 --release：显示内核发行版本。
  • -v 或 --version：显示内核版本。
  • -m 或 --machine：显示计算机的硬件架构。
  • -p 或 --processor：显示处理器类型。
  • -i 或 --hardware-platform：显示硬件平台。

例如，如果你想查看所有可用的系统信息，可以在终端中输入以下命令：

uname -a

这将显示类似于以下的输出：

Linux qinlong 5.15.0-113-generic #123~20.04.1-Ubuntu SMP Wed Jun 12 17:33:13 UTC 2024 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

这里的输出包括了内核名称、主机名、内核版本、硬件架构等信息。

1.2 系统调用函数

uname 函数在 Linux 系统中是一个系统调用，它用于获取当前操作系统的名称和其他相关信息，通常用于编程中。这个函数的原型定义在 <sys/utsname.h> 头文件中。函数的声明如下：

#include <sys/utsname.h> int uname(struct utsname *buf);

参数 buf 是一个指向 utsname 结构的指针，该结构定义如下：

struct utsname {char sysname[]; /* 当前操作系统的名称 */char nodename[]; /* 网络上的名称（主机名） */char release[]; /* 操作系统内核版本 */char version[]; /* 操作系统发行版本 */char machine[]; /* 硬件架构类型 */#ifdef _GNU_SOURCEchar domainname[];/* 当前域名 */#endif
};

uname 函数将系统信息填充到 utsname 结构中，并将这个结构的指针作为参数返回。如果调用成功，它会返回 0；如果调用失败，则返回 -1 并设置 errno 以指示错误。

下面是使用 uname 函数的程序示例，程序调用 uname 系统调用来获取并打印操作系统的相关信息：

#include <sys/utsname.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main() 
{struct utsname name; // 定义一个utsname结构体变量来存储系统信息// 调用uname函数，将utsname结构体的地址传递给它if (uname(&name) != 0) {// 如果uname调用失败，打印错误信息perror("uname");return 1;}// 打印utsname结构体中的各个字段printf("System name: %s\n", name.sysname);printf("Node name: %s\n", name.nodename);printf("Release: %s\n", name.release);printf("Version: %s\n", name.version);printf("Machine: %s\n", name.machine);return 0;
}

运行结果如下： 

2 sysinfo 函数

sysinfo 函数是 Linux 系统中的系统调用，提供了一种获取系统信息的方法，比如总内存、空闲内存、缓冲区内存、交换内存等。函数的原型定义在 <sys/sysinfo.h> 头文件中。函数声明如下：

#include <sys/sysinfo.h> int sysinfo(struct sysinfo *info);

参数 info 是一个指向 sysinfo 结构的指针，该结构定义如下：

struct sysinfo {long uptime;             /* 系统运行时间，自上次重启以来的秒数 */unsigned long loads[3];  /* 三个不同时间间隔（1分钟，5分钟，15分钟）的系统负载平均值 */unsigned long totalram;   /* 总物理内存，单位为字节 */unsigned long freeram;    /* 可用物理内存，单位为字节 */unsigned long sharedram;  /* 共享内存总量，单位为字节 */unsigned long bufferram;  /* 缓冲内存总量，单位为字节 */unsigned long totalswap;  /* 总交换空间，单位为字节 */unsigned long freeswap;   /* 可用交换空间，单位为字节 */unsigned short procs;     /* 系统中的进程总数 */unsigned short pad;       /* 保留字段 */unsigned long totalhigh;  /* 高内存总量（仅限CONFIG_HIGHMEM配置） */unsigned long freehigh;   /* 可用高内存量（仅限CONFIG_HIGHMEM配置） */unsigned mem_unit;        /* 内存单位大小 */char __reserved[256];     /* 保留的填充字段 */
};

sysinfo 函数将系统信息填充到 sysinfo 结构中，并将这个结构的指针作为参数返回。如果调用成功，它会返回 0；如果调用失败，则返回 -1 并设置 errno 以指示错误。

下面的示例程序显示了系统的运行时间、系统负载、内存使用情况等信息。

#include <sys/sysinfo.h>
#include <stdio.h>int main() 
{struct sysinfo info;// 调用sysinfo函数，将sysinfo结构的地址传递给它if (sysinfo(&info) != 0) {// 如果sysinfo调用失败，打印错误信息perror("sysinfo");return 1;}// 打印sysinfo结构中的各个字段printf("Uptime: %ld seconds\n", info.uptime);printf("Loads: %lu, %lu, %lu\n", info.loads[0], info.loads[1], info.loads[2]);printf("Total RAM: %lu bytes\n", info.totalram);printf("Free RAM: %lu bytes\n", info.freeram);printf("Shared RAM: %lu bytes\n", info.sharedram);printf("Buffer RAM: %lu bytes\n", info.bufferram);printf("Total swap: %lu bytes\n", info.totalswap);printf("Free swap: %lu bytes\n", info.freeswap);printf("Total processes: %u\n", info.procs);return 0;
}

运行结果如下：

3 gethostname 函数

gethostname 是广泛使用的系统调用，它用于获取当前主机的网络名称，也就是主机名。这个函数的原型定义在 <unistd.h> 头文件中。函数声明如下：

#include <unistd.h> int gethostname(char *name, size_t length);
  • name: 一个字符数组的指针，用来存储主机名。
  • length: name 数组的大小，以字节为单位。这个值应该足够大，以确保可以存储主机名。

下面是 gethostname 函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>int main() 
{char hostname[256]; // 定义一个足够大的缓冲区来存储主机名int ret;// 调用gethostname函数ret = gethostname(hostname, sizeof(hostname));if (ret == 0) {// 成功获取主机名printf("Hostname: %s\n", hostname);} else {// 打印错误信息perror("gethostname");}return 0;
}

运行结果如下： 

4 sysconf函数

sysconf 函数也是系统调用，用于查询系统相关的配置参数，如内存页面大小、最大文件大小等。函数的原型定义在 <unistd.h> 头文件中。函数声明如下：

#include <unistd.h> long sysconf(int name);

参数 name 指定了要查询的系统配置参数的名称。name 可以是以下几个宏之一：

  • _SC_ARG_MAX: 最大的命令行参数长度。
  • _SC_CHILD_MAX: 系统允许的最大子进程数。
  • _SC_CLK_TCK: 每秒的时钟滴答数（通常等同于 CLOCKS_PER_SEC）。
  • _SC_NGROUPS_MAX: 一个用户可以拥有的最大补充组数。
  • _SC_OPEN_MAX: 系统允许的每个进程可同时打开的最大文件数。
  • _SC_STREAM_MAX: 系统允许的每个进程可同时打开的最大流数。
  • _SC_JOB_CONTROL: 系统是否支持作业控制。
  • _SC_SAVED_IDS: 系统是否支持设置用户和组ID。
  • _SC_VERSION: POSIX 版本号。
  • _SC_PAGESIZE: 内存页面大小，通常用于内存分配。

如果查询成功，sysconf 将返回所查询配置参数的值；如果失败，将返回 -1 并设置 errno 以指示错误。

下面是 sysconf 函数查询内存页面大小的示例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main() {long pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);if (pagesize != -1) {printf("Memory page size: %ld bytes\n", pagesize);} else {perror("sysconf failed");}return 0;
}

运行结果如下，输出值 "4096" 表示内存页面大小为 4096 字节，即 4 KB。不同的系统可能会有不同的页面大小：

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