Linux 與 Windows 中的系統庫

Question

我的背景是 Windows，我是 Linux 菜鳥。 仍在嘗試圍繞一些基本概念，特別是系統庫：

1. Windows has ntdll.dll which wraps system calls, and a CRT dll which interface between the C syntax to the ntdll OS-exposed services.
   （為簡化起見，我忽略了 user32、kernel32、kernalbase 等中間層。我也意識到 CRT 是幾個 dll，這不是重點）。
2. 似乎 Unix/Linux 幾乎只有 libc，它包裝系統調用並直接從您的應用程序代碼中調用。

這是正確的比喻嗎？ (ntdll + CRT) <===> libc?

我意識到 C 和 Unix 一起進化，但我仍然感到驚訝。 是不是 C 接口硬連線到 Unix/Linux 的操作系統中？ 在 Windows 中，非 C 程序鏈接到底層操作系統提供的 dll。 在 Linux 中是否可能沒有 OS/C 運行時邊界？

Answer 1

通常，大多數程序都鏈接到 libc，即使它們是用另一種語言編寫的。 它提供 C 標准庫接口（如 MSVCRT）、POSIX 功能（相當於 Win32 子系統的某些部分）和圍繞系統調用的包裝器。 例如，Rust 使用 libc，因為它提供了一個可移植的鏈接環境。

但是，在 Linux 上，您不必鏈接 libc。 Go 選擇直接進行系統調用，這意味着它可以發布沒有運行時依賴的 static 二進制文件。 這是可能的，因為 Linux 保證了穩定的 kernel ABI，但並非所有操作系統都這樣做（例如，macOS）。 因此，除非您擁有大量資源（例如整個編程語言團隊），否則這通常不是明智之舉，除非您只使用少數系統調用。

I should point out that even Windows is intrinsically wired into the C language: it uses C strings (granted, usually wide C strings) for its system calls, and much of the kernel is written in C. 即使您從頭開始使用 kernel，您仍然需要一個通用的 C 接口，因為幾乎每種編程語言都有與 C 交互的方式。

Answer 2

Linux系統調用記錄在syscalls(2)中，是用戶級程序的基礎。 調用約定記錄在ABI規范中。 ELF可執行格式已記錄在案，例如在elf(5)中。

另請閱讀高級 Linux 編程和Unix 理念。

您可以直接在匯編程序中進行系統調用。 Linux 組裝方法說明了這一點。 您會更喜歡使用 C 接口，因此最好使用libc 。 實際上， libc.so是大多數 Linux 系統的基石。

玩ldd(1) ， pmap(1) ， strace(1) ， BusyBox

GCC編譯器支持有用的語言擴展，並混合 C 和匯編代碼。

一些編程語言實現幾乎沒有使用 C 並且可以直接調用系統調用（查看SBCL或Go ...）

Linux kernel和通常的GNU libc （或musl-libc ），以及GCC編譯器和binutils源代碼都是免費的，

使用systemd和vdso(7)事情變得更加棘手。

另見http://linuxfromscratch.org/

圖形應用程序使用一些顯示服務器，通常是Xorg或Wayland 。 閱讀有關X11的信息。 您可能希望使用GTK或Qt 之類的 GUI 工具包對其進行編碼。