系统调用是否直接发送到内核？

Question

我有几个假设，很可能其中一些是不正确的。请纠正我的错误。

我们可以将用C编写的程序中的函数分类如下：

• 发送到动态加载库的函数：

  1. 将这些文件发送到库，将它们转换为多个标准C函数
  2. 库将它们传递给libc，在那里它们被转换为多个系统调用。
  3. Libc将这些内容传递给执行它们的内核，并将返回值发送回libc。
  4. Libc将收集returs，通过c-function对它们进行分组，并使用它们为每个c函数创建1个返回值。这些返回将被发送回动态加载的库。
  5. 此库将收集所有返回并使用它们创建1返回原始程序。

• 在代码中定义的函数或静态编译库的一部分：所有内容与上面的类别相同，但是：

  1. 他们的程序已经将其转换为已知的标准C函数，或者转换为在另一种情况下调用动态加载库的函数。
  2. 标准c函数发送到libc，其他函数发送到动态加载的库（它们将按上述方式处理）。
  3. 基于两种类型功能的回报创建1个最终报表将由程序
  完成

• 标准C函数的函数：它们将被发送到libc，它将以与上面相同的方式与内核通信，并且1将返回到程序

• 系统调用的函数：它们不会直接发送到内核，但必须传递给libc，尽管它不会做任何额外的工作。

安全检查（权限，写入未分配的内存，...）总是由内核完成，尽管上面的libc和库也可能先检查它。

所有符合POSIX标准的系统都遵循这些规则

Answer 1

在Linux和其他一些POSIX系统（如FreeBSD）上可能不一样。

在Linux上，ABI定义了系统调用的完成方式。阅读Linux kernel interfaces。系统调用列在syscalls(2)中（但另请参阅/usr/include/asm*/unistd.h ...）。另请阅读vdso(7)。 assembler HowTo解释了更多细节，但仅限于32位i686。

大多数Linux libc都是免费软件，你可以研究它们的源代码。恕我直言musl-libc的源代码非常易读。

为了简化一点点，大多数系统调用（例如write(2)）都是libc中的小C函数，其中：

1. 使用SYSENTER机器指令调用内核（并负责使用内核约定传递系统调用号及其参数，这不是通常的C ABI）。内核认为是系统调用的是仅该机器指令（和约定关于它）。

2. 处理失败案例，将其传递给errno(3)并返回-1 ^{（IIRC，失败时，进位器或者当内核从SYSENTER返回时，溢出标志位可能会被置位;但我的细节可能是错的）}

   < / LI>

3. 通过返回结果来处理成功案例。

您可以使用一些汇编程序代码调用不带libc的系统调用。这是不寻常的，但已经完成（例如在BusyBox或Bones中）。

因此libc的{​​{1}}代码正在做一些额外的工作（传递参数，处理失败＆amp; write和成功案例）。

一些系统调用（可能是errno＆amp; getpid）避免了clock_gettime机器指令（以及用户模式 ​​- ＆gt;内核模式切换）的开销，这要归功于{ {3}}

Answer 2

不，你不能对这样的事情进行分类。当你用C语言编程时（但几乎所有其他语言都没有区别），只有函数，无论这些函数的实际状态是什么，你都可以用完全相同的方式调用它们。这由ABI（如何传递参数，获取返回值等）定义并由编译器/链接器强制执行。当然，一些功能只是存根。例如，存根到共享库函数（存根可能需要加载库，动态链接到实际函数等）或系统调用（这更具技术性，因内核而异）。但是从你的程序的角度看，一切都是一样的（这就是为什么在开始时很难理解fread和read之间的区别：你用同样的方式称它们，它们几乎完全相同的工作，有什么区别？）。

POSIX并没有说出关于内核的单一内容......它只是用最少的语义（加上一些命令，工具等）列出了一组函数的C（和以前的ADA）API。这些的实施完全免费。