glibc与系统调用

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• 简单
• 详细
  • • 关系概述：
    • 总结：

简单

应用程序一般不会直接调用系统调用，一般调用glibc的接口，glibc去调用system call。

appglibcsystem call kernel

详细

在 Linux 系统中，glibc（GNU C Library）接口和系统调用（system call）之间的关系可以概括为：

• glibc 提供了用户空间的函数接口，简化了与操作系统交互的过程。
• 系统调用 是操作系统内核提供的用于执行低级别操作的接口，通过这些调用，用户空间程序可以请求操作系统执行特定的任务，如文件读写、内存管理、网络通信等。

关系概述：

1. glibc封装了系统调用：

• 大部分 glibc 函数实际上是对底层系统调用的封装。用户程序通过调用 glibc 中的标准 C 库函数来间接进行系统调用，而不是直接发起系统调用。
• 比如，open() 函数是 glibc 提供的接口，它实际上封装了 open() 系统调用。程序员只需要调用 open() 函数，而不需要直接使用汇编或其他方式去调用内核中的 sys_open 系统调用。

// glibc 提供的 open() 函数
int open(const char *pathname, int flags);

当调用 open() 时，glibc 会在内部通过 syscall 指令将程序的控制权交给内核，触发 sys_open 系统调用。

2. glibc 提供了更高级的功能：

• 除了直接封装系统调用，glibc 还提供了一些额外的功能，比如缓冲、错误处理等。对于某些操作，glibc 并不总是直接进行系统调用，而是可能在用户空间完成一些工作以提高性能。例如，fwrite() 函数通常会进行缓冲，而不每次都直接调用内核的 write() 系统调用。

3. 系统调用的接口与 glibc 函数的接口并不完全一致：

• glibc 函数和实际的系统调用接口在参数、返回值和功能上可能存在一些差异。例如，系统调用的参数和返回值通常是通过寄存器传递的，而 glibc 函数通过 C 语言的标准参数传递方式。
• 一些系统调用可能只有底层的汇编接口，而没有对应的 glibc 封装函数。如果需要使用这些系统调用，可以通过 syscall() 函数直接发起。

4. syscall() 函数：

• glibc 提供了一个通用的 syscall() 函数，可以让程序员直接发起任意的系统调用，而不通过特定的 glibc 封装函数。它允许程序直接指定系统调用号和参数，从而调用特定的系统调用。

示例：

#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h> // 包含系统调用号定义long result = syscall(SYS_write, 1, "Hello, World!\n", 14);

在上面的例子中，syscall(SYS_write, ...) 是直接调用了 write() 系统调用，而不是使用 glibc 提供的 write() 函数。

总结：

• glibc 是位于应用程序与操作系统内核之间的一层库，提供了高层次的、易于使用的接口，简化了系统调用的使用。
• 系统调用 是内核提供的低级接口，允许应用程序与操作系统进行直接交互，执行如文件管理、进程控制等任务。
• glibc 中的许多函数是对系统调用的封装，但 glibc 也提供了更多高级功能。