c - glibc 的 write 是如何工作的？

Question

我试图编译一个名为 write 的简单程序与 -nostdlib ，但我得到了错误:

/path/to/file:3: undefined reference to `write'

我以为 write是一个 Unix 的东西并且总是在那里，但显然不是，结果 libc 有 write功能。我找到了源代码:

/* Write NBYTES of BUF to FD.  Return the number written, or -1.  */
ssize_t
__libc_write (int fd, const void *buf, size_t nbytes)
{
    if (nbytes == 0)
        return 0;
    if (fd < 0)
    {
        __set_errno (EBADF);
        return -1;
    }
    if (buf == NULL)
    {
        __set_errno (EINVAL);
        return -1;
    }

    __set_errno (ENOSYS);
    return -1;
}
libc_hidden_def (__libc_write)
stub_warning (write)

weak_alias (__libc_write, __write)
libc_hidden_weak (__write)
weak_alias (__libc_write, write)

所有这一切似乎都在设置 errno .怎么样 __libc_write写入文件描述符？

Answer 1

您对C有一些误解和 unix .

I thought write was a Unix thing

当然， write是 syscall这是 POSIX 的一部分标准。 POSIX是与 unix 兼容的标准(一个非常古老的操作系统)。

这意味着系统调用名为 write存在于任何兼容 Unix 或 POSIX(如 Linux)的操作系统中。但是，如果您没有 C 标准库的实现(如 Linux 中的 glibc 或 Android 中的仿生) - 您将如何进行系统调用(即要求操作系统的内核做某事)？系统调用依赖于架构(SPARC、Intel、ARM、PowerPC 等将有不同的实现) - 并且由 C 标准库实现。如果您没有(例如，当您遵守 -nostdlib 时，您明确要求不要拥有 C 标准库)-您不能调用 write ，该函数不存在。但是，您可以使用程序集自己实现它。

您提供的代码适用于 __libc_write ，这与 write 不同.在 glibc 之间发生了一些巫术和 gcc在这里，与 stub 有关的东西我并不完全理解。

简单的实现是这样的:

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    return __set_errno(syscall(__NR_write, fd, buf, count));
}

(在 bionic 中，Android 的 libc 实现，你可以在这里看到源代码 https://searchcode.com/codesearch/view/34924443/ - 看到它是在汇编中实现的)
syscall函数在 glibc 的汇编中实现(和其他任何地方): http://code.metager.de/source/xref/gnu/glibc/sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/syscall.S (适用于 x86_64)

但是，如果您真的必须知道 glibc 中发生了什么|当您调用 write - 有点复杂。据我了解，它叫 _IO_new_file_write (已实现 here )。 _IO_new_file_write使用 write_not_cancel宏定义 here这是 a macro for INLINE_SYSCALL (write, 3, fd, buf, len) , 即 the implementation用于调用系统调用并设置 errno。