linux - 为什么将getpid实现为系统调用？

Question

我正在上我的第一门操作系统课，所以希望我在这里没有任何大的误解。

我想知道为什么 getpid() 在 Linux 中实现为系统调用。据我了解，某些功能被制成系统调用，因为它们访问或更改操作系统可能想要保护的信息，因此它们被实现为系统调用，以便将控制权转移到内核。

但据我了解，getpid() 只是返回调用进程的进程 ID。是否存在不授予此信息许可的情况？简单地让 getpid() 成为一个普通的用户函数难道不安全吗？

感谢您的帮助。

Answer 1

在没有系统调用的情况下实现 getpid() 的唯一方法是先执行一个系统调用并缓存其结果。然后每次调用 getpid() 都将返回该缓存值，而无需系统调用。

但是，Linux 手册页项目解释了为什么不缓存 getpid():

   From glibc version 2.3.4 up to and including version 2.24, the glibc
   wrapper function for getpid() cached PIDs, with the goal of avoiding
   additional system calls when a process calls getpid() repeatedly.
   Normally this caching was invisible, but its correct operation relied
   on support in the wrapper functions for fork(2), vfork(2), and
   clone(2): if an application bypassed the glibc wrappers for these
   system calls by using syscall(2), then a call to getpid() in the
   child would return the wrong value (to be precise: it would return
   the PID of the parent process).  In addition, there were cases where
   getpid() could return the wrong value even when invoking clone(2) via
   the glibc wrapper function.  (For a discussion of one such case, see
   BUGS in clone(2).)  Furthermore, the complexity of the caching code
   had been the source of a few bugs within glibc over the years.

   Because of the aforementioned problems, since glibc version 2.25, the
   PID cache is removed: calls to getpid() always invoke the actual
   system call, rather than returning a cached value.

总而言之，如果 getpid() 被缓存，它可能会返回错误的值(即使缓存完美地完成而不允许任何程序写入等......)并且它是错误的来源过去。

通常您只需要在任何进程中调用一次 getpid()，如果您多次使用结果，请将其保存在变量中(应用程序级缓存!)。

干杯!