【linux/unix系统编程手册笔记】系统编程概念

【Linux/Unix系统编程手册笔记】系统编程概念

1.系统调用

系统调用：

• 创建新进程
• 执行I/O
• 进程间通信创建管道等

明确如下几点：

• 系统调用将处理器从用户态切换到核心态，以便CPU访问受到保护的内核内存。
• 系统调用的组成是固定的，每个系统调用都由一个唯一的数字来标识。
• 每个系统调用可以辅助以一套参数，对用户控件与内核空间之间传递的信息加以规范。

执行系统调用的步骤：（以系统调用中断处理例程为例）

• 应用程序通过调用C语言函数库中的外壳（wrapper）函数，来发起系统调用
• 通过堆栈，将参数传入外壳函数，但内核希望这些参数置入特定寄存器，因此，外壳函数会将上述参数复制到寄存器。
• 外壳函数会将系统调用编号复制到一个特殊的CPU寄存器（%eax）中，以便内核区分每个系统调用。
• 外壳函数执行一条中断机器指令（int 0x80），引发处理器从用户态切换到核心态，并执行系统中断0x80的中断矢量指向的代码。（较新的x86-32实现了sysenter指令，较传统的0x80中断指令，sysenter指令进入内核的速度更快）
• 为响应中断0x80，内核会调用system_call()例程来处理这次中断，具体如下
  • 在内核栈中保存寄存器值（外壳函数传入的参数）
  • 审核系统调用编号的有效性
  • 在所有系统调用服务例程的列表（内核变量sys_call_table）进行索引，寻找对应的系统调用编号并调用服务例程，最后将结果状态返回给system_call()例程
  • 从内核栈中恢复各寄存器，并将系统调用返回值置于栈中
  • 返回至外壳函数，同时将处理器切换回用户态
• 若系统调用服务例程的返回值表明调用有误，外壳函数会使用该值来设置全局变量errno

系统调用图示：

image

2.库函数

一个库函数是构成标准C语言函数库的总多库函数之一。一些库函数不会使用任何系统调用，还有一些库函数构建于系统调用层之上。

3.标准C语言函数库；GNU C语言函数库（glibc）

标准C语言函数库的实现随UNIX的实现而异，GNU C语言函数库是Linux上最常用的实现。

确定系统的glic版本

shell中，直接运行glibc共享库文件：

/lib/libc.so.6

处理来自系统调用和库函数的错误