本文将整理几个在嵌入式Linux项目中高频用到的C语言小片段，它们都属于“排障、打点、设备信息”的基础能力。掌握这些代码，能够帮助你快速将关键上下文信息打进日志，从而在问题定位时节省大量时间。
通用的编程思路是，无论从sysfs读取文件，还是使用ioctl获取网卡信息，其核心流程都可以概括为“选择数据源 → 读取 → 解析 → 格式化输出”。
1. 获取内存信息
内存信息常用来快速判断系统是否处于“内存紧张”状态。例如，在日志里定期记录 MemAvailable 的值，可以帮助你更容易地发现内存泄漏或缓存膨胀等问题的趋势。
代码片段：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define PROC_MEMINFO "/proc/meminfo"
int get_meminfo_kb(long *total_kb, long *avail_kb)
{
FILE *fp = fopen(PROC_MEMINFO, "r");
if (NULL == fp)
{
printf("fopen error\n");
return -1;
}
char line[256] = {0};
long total = -1;
long avail = -1;
while (NULL != fgets(line, sizeof(line), fp))
{
if (0 == strncmp(line, "MemTotal:", 9))
{
sscanf(line, "MemTotal: %ld kB", &total);
}
else if (0 == strncmp(line, "MemAvailable:", 13))
{
sscanf(line, "MemAvailable: %ld kB", &avail);
}
if (total >= 0 && avail >= 0)
{
break;
}
}
fclose(fp);
if (total < 0 || avail < 0)
{
printf("parse error\n");
return -1;
}
*total_kb = total;
*avail_kb = avail;
return 0;
}
int main(void)
{
long total_kb = 0;
long avail_kb = 0;
get_meminfo_kb(&total_kb, &avail_kb);
printf("mem_total = %ld kB, mem_available = %ld kB\n", total_kb, avail_kb);
return 0;
}
注意点：
- 不同内核版本的
/proc/meminfo 字段可能略有差异，但 MemTotal 和 MemAvailable 这两个关键字段在绝大多数Linux发行版中都能获取到。
2. 获取CPU温度
在嵌入式设备中，定时获取CPU温度对于排查性能异常、频繁重启或降频等问题至关重要。温度往往是需要首先确认的指标之一。
代码片段：
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#define CPU_TEMP_FILE0 "/sys/devices/virtual/thermal/thermal_zone0/temp"
struct cpu_temperature
{
int integer_part;
int decimal_part;
};
typedef struct cpu_temperature cpu_temperature_t;
cpu_temperature_t get_cpu_temperature(const char *_cpu_temp_file)
{
FILE *fp = NULL;
cpu_temperature_t cpu_temperature = {0};
int temp = 0;
fp = fopen(_cpu_temp_file, "r");
if (NULL == fp)
{
printf("fopen file error\n");
return cpu_temperature;
}
fscanf(fp, "%d", &temp);
cpu_temperature.integer_part = temp / 1000;
cpu_temperature.decimal_part = temp % 1000 / 100;
fclose(fp);
return cpu_temperature;
}
int main(int arc, char *argv[])
{
cpu_temperature_t cpu_temperature = {0};
cpu_temperature = get_cpu_temperature(CPU_TEMP_FILE0);
printf("cpu_temperature = %d.%d ℃\n", cpu_temperature.integer_part, cpu_temperature.decimal_part);
return 0;
}
运行结果：
注意点：
- 路径不固定：不同硬件平台，温度传感器在sysfs中的路径（如
thermal_zoneX）可能不同。建议在实际项目中将此路径做成可配置项。
- 单位：大多数sysfs接口提供的温度值是“毫摄氏度”，例如
42000 表示 42.0℃。
- 采样频率：在日志中打点时，频率不宜过高（例如1~10秒一次），避免因频繁的I/O操作影响系统性能或产生干扰信号。
3. 获取文件大小
在进行文件发送、缓冲区预分配或制作进度条时，预先知道文件大小是非常必要的操作。
代码片段：
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
long get_file_size(const char *_file_name)
{
FILE * fp = fopen(_file_name, "r");
if (NULL == fp)
{
printf("fopen error\n");
return -1;
}
fseek(fp, 0L, SEEK_END);
long size = ftell(fp);
fclose(fp);
return size;
}
int main()
{
#define FILE_NAME "./get_file_size"
long file_size = get_file_size(FILE_NAME);
printf("file_size = %ld\n", file_size);
return 0;
}
运行结果：
注意点：
- 此示例使用了
fseek 和 ftell 的组合，对于获取常规文件的大小来说足够直观。更严谨和通用的方式是使用 stat() 系统调用。
- 如果需要读取二进制文件，在Windows平台建议使用
"rb" 模式打开；而在Linux上，使用 "r" 模式通常也能正常工作。
4. 获取时间戳
给日志打上精确的时间戳是最常见的用途之一。通过将多线程或多进程的事件按时间顺序串联起来，可以显著提升故障排查的效率。
代码片段：
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/time.h>
#include<time.h>
long long get_sys_time_ms(void)
{
long long time_ms = 0;
struct timeval sys_current_time;
gettimeofday(&sys_current_time, NULL);
time_ms = ((long long)sys_current_time.tv_sec*1000000 + sys_current_time.tv_usec) / 1000;
return time_ms;
}
int main(int arc, char *argv[])
{
long long cur_sys_time = get_sys_time_ms();
printf("cur_sys_time = %lld ms\n", cur_sys_time);
return 0;
}
运行结果：
注意点：
gettimeofday() 获取的是“墙上时间”（wall-clock time），可能会被NTP服务或手动修改系统时间所影响。如果你需要测量程序耗时或时间间隔，更推荐使用 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...)。- 在日志系统中统一时间戳的单位（如毫秒）非常重要，这有助于直接对齐和排序日志事件。
5. 获取MAC地址
MAC地址经常被用作设备的唯一标识符，或参与生成设备ID。以下代码使用 ioctl(SIOCGIFHWADDR) 从指定的网络接口获取其MAC地址。
代码片段：
#include<stdio.h>
#include<stdint.h>
#include<net/if.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/ioctl.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
int get_netif_mac(const char *_ifr_name, char *_mac)
{
int32_t ret = -1;
struct ifreq m_ifreq;
int32_t sock = 0;
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock < 0)
{
printf("socket err\r\n");
goto err;
}
strncpy(m_ifreq.ifr_name, _ifr_name, IFNAMSIZ);
m_ifreq.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = 0;
ret = ioctl(sock,SIOCGIFHWADDR, &m_ifreq);
if (ret < 0)
{
printf("ioctl err:%d\r\n",ret);
goto err;
}
snprintf((char *)_mac, 32, "%02x%02x%02x%02x%02x%02x", (uint8_t)m_ifreq.ifr_hwaddr.sa_data[0],
(uint8_t)m_ifreq.ifr_hwaddr.sa_data[1],
(uint8_t)m_ifreq.ifr_hwaddr.sa_data[2],
(uint8_t)m_ifreq.ifr_hwaddr.sa_data[3],
(uint8_t)m_ifreq.ifr_hwaddr.sa_data[4],
(uint8_t)m_ifreq.ifr_hwaddr.sa_data[5]);
return 0;
err:
return -1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
char mac_str[32] = {0};
get_netif_mac("wlan1", mac_str);
printf("mac = %s\n", mac_str);
return 0;
}
运行结果：
注意点：
- 网络接口名称（如
eth0， wlan0）在不同系统上可能不同，现代Linux系统可能使用 enp0s3 这类“可预测的网络接口命名”。
ifr_name 字段有长度限制（IFNAMSIZ），在复制字符串时必须注意确保字符串以 \0 结尾。- 此处创建的
socket() 仅用于获取一个文件描述符（fd）供 ioctl 使用，并不需要真正发送或接收网络数据包。如果你对网络编程有更深入的兴趣，可以进一步探索。
6. 获取IP地址
获取本机IP地址常用于状态显示、信息上报或记录在启动日志中，这能为现场故障排查提供便利。以下代码使用 ioctl(SIOCGIFADDR) 获取指定网络接口的IPv4地址。
代码片段：
#include<stdio.h>
#include<net/if.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/ioctl.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
int get_local_ip(const char *_ifr_name, char *_ip)
{
int ret = -1;
int sockfd;
struct sockaddr_in sin;
struct ifreq ifr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (-1 == sockfd)
{
printf("socket error\n");
return ret;
}
strncpy(ifr.ifr_name, _ifr_name, IFNAMSIZ);
ifr.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = 0;
if (ioctl(sockfd, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0)
{
printf("ioctl error\n");
close(sockfd);
return ret;
}
memcpy(&sin, &ifr.ifr_addr, sizeof(sin));
int ip_len = snprintf(_ip, 32, "%s", inet_ntoa(sin.sin_addr));
close(sockfd);
ret = ip_len;
return ret;
}
int main(int argc, char **argv)
{
char ip_str[32] = {0};
get_local_ip("wlan1", ip_str);
printf("ip = %s\n", ip_str);
return 0;
}
运行结果：
注意点：
- 此方法获取的是“网络接口当前已配置的IPv4地址”。如果该接口尚未通过DHCP或静态配置获得地址，调用将会失败。
- 更全面（支持IPv6、多IP地址）的方法是使用
getifaddrs()，但 ioctl 版本在嵌入式环境中更为常见，且依赖的库更少。
7. 获取磁盘剩余空间
磁盘空间不足可能导致写文件失败、系统升级失败、日志丢失等一系列难以排查的问题。在写入大量数据前，先检查一次剩余空间，可以有效避免许多陷阱。这是系统编程中的一个基础但重要的环节。
代码片段：
#include<stdio.h>
#include<sys/statvfs.h>
unsigned long long get_fs_free_bytes(const char *path)
{
struct statvfs st;
if (0 != statvfs(path, &st))
{
printf("statvfs error\n");
return 0;
}
return (unsigned long long)st.f_bsize * (unsigned long long)st.f_bavail;
}
int main(void)
{
unsigned long long free_bytes = get_fs_free_bytes("/");
printf("free_bytes = %llu\n", free_bytes);
return 0;
}
注意点：
statvfs() 可以获取文件系统的块大小（f_bsize）和可用块数（f_bavail），两者相乘即可得到以字节为单位的可用空间。- 在嵌入式系统中，常见的挂载点包括
/、/data、/userdata 等，调用时需要根据实际情况传入正确的路径。
8. 获取CPU使用率（采样计算）
/proc/stat 中提供的CPU时间是从系统启动开始累计的，因此计算CPU使用率的标准方法是：间隔一小段时间采样两次，然后计算差值。
代码片段：
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#define PROC_STAT "/proc/stat"
static int read_cpu_stat(unsigned long long *idle, unsigned long long *total)
{
FILE *fp = fopen(PROC_STAT, "r");
if (NULL == fp)
{
printf("fopen error\n");
return -1;
}
unsigned long long user=0,nice=0,system=0,idle_v=0,iowait=0,irq=0,softirq=0,steal=0;
int ret = fscanf(fp, "cpu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu",
&user,&nice,&system,&idle_v,&iowait,&irq,&softirq,&steal);
fclose(fp);
if (8 != ret)
{
printf("fscanf error\n");
return -1;
}
*idle = idle_v + iowait;
*total = user + nice + system + idle_v + iowait + irq + softirq + steal;
return 0;
}
int main(void)
{
unsigned long long idle1=0,total1=0,idle2=0,total2=0;
read_cpu_stat(&idle1, &total1);
usleep(200 * 1000);
read_cpu_stat(&idle2, &total2);
unsigned long long idle_delta = idle2 - idle1;
unsigned long long total_delta = total2 - total1;
double cpu_usage = 0;
if (total_delta > 0)
{
cpu_usage = (double)(total_delta - idle_delta) * 100.0 / (double)total_delta;
}
printf("cpu_usage = %.2f %%\n", cpu_usage);
return 0;
}
注意点：
/proc/stat 文件中 cpu 行的各项数值是从系统启动至今累计的CPU时间片（tick），因此必须间隔读取两次，利用差值来计算特定时间段内的使用率。
总结与建议
以上分享的八个C语言代码片段，涵盖了嵌入式Linux开发中获取系统关键信息的常见场景。熟练运用这些基础能力，能够极大地提升开发调试和线上问题排查的效率。
在实际工程中，建议将这些功能封装成一个统一的小工具库，并为其配备统一的错误码和日志输出宏。这样，在项目的任何地方都可以方便地复用这些经过验证的代码，减少重复劳动并提高代码质量。
希望这些实用的代码片段能对你的嵌入式开发工作有所帮助。如果你对这类C/C++底层编程技巧感兴趣，欢迎在云栈社区与其他开发者一起交流探讨，共同进步。
发表于 21 小时前
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