Linux-C中libc函数以及系统调用函数查看

原创

legend05070911 2022-12-13 16:53:44 博主文章分类：预处理、编译、汇编、链接 ©著作权

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man查看类型

基础说明

man man

如上所示：
左上角有1表示为linux命令/可执行文件；
左上角有2表示为系统调用（内核提供）；
左上角有3表示为库函数（一般为glibc提供）；

glibc库函数的范例

man 3 printf
man 3 printf 表示直接看printf的库函数；如果man printf，则默认是printf(1)，即printf命令；如下所示：

如上所示：
左上角的3表示是库函数；
<stdio.h> 以及 <stdlib.h> 头文件也说明是库函数；

系统调用的范例

man getpid

如上所示:
函数什么在头文件 <sys/types.h> 中，说明是系统调用；
左上角的getpid(2)中的2也说明是系统调用；

系统调用查看

系统调用的函数实现，一般是在内核中实现。

查看内核代码的方法

下载对应内核版本（uname -r）的代码进行查看；
【https://github.com/torvalds/linux : github linux 代码】
选择对应的内核版本，在线查看、搜索源码
【https://elixir.bootlin.com/linux/v4.18/C/ident/ : 在线查看、搜索源码】

如上所示，还可以在线查看dpdk， glibc等的源码；

内核中的系统调用函数的查找方法

Tips 1：用户空间的方法xxx，对应系统调用层方法则是sys_xxx；
Tips 2： unistd.h文件记录着系统调用中断号的信息。
故用户空间kill方法则对应系统调用层便是sys_kill，这个方法去哪里找呢？从/kernel/include/uapi/asm-generic/unistd.h等还有很多unistd.h去慢慢查看，查看关键字sys_kill，便能看到下面几行：
/* kernel/signal.c */ __SYSCALL(__NR_kill, sys_kill)
Tips 3：宏定义SYSCALL_DEFINEx(xxx,…)，展开后对应的方法则是sys_xxx；
SYSCALL_DEFINEx 中的 x 表示系统调用的参数个数；
比如 SYSCALL_DEFINE， SYSCALL_DEFINE1， SYSCALL_DEFINE2；
实用技巧：
根据参数个数，以及系统调用的名称，直接搜索即可，比如 kill 函数，存在2个参数，直接搜索：SYSCALL_DEFINE2(kill, 即可直接找到。

如上所示：如果是在线搜索，则直接基于SYSCALL_DEFINE2(kill,来进行搜索，则搜索不到，因为没有这样的标签，且不能基于字符串来搜索。

此时的方法为：

1.先查看kill的man定义，判断可能的函数定义位于哪个文件。此中猜测在signal.c文件中；

2.基于SYSCALL_DEFINE2来搜索，然后过滤signal文件；

3.进入到signal.c文件中，在基于SYSCALL_DEFINE2(kill来过滤。

SYSCALL_DEFINE的定义，如下：

#define SYSCALL_DEFINE0(name)    asmlinkage long sys_##name(void)
#define SYSCALL_DEFINE1(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(1, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE2(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(2, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE3(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(3, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE4(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(4, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE5(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(5, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE6(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(6, _##name, __VA_ARGS__)

#define SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...)         \
  asmlinkage long sys##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__));   \
  static inline long SYSC##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__)); \
  asmlinkage long SyS##name(__SC_LONG##x(__VA_ARGS__))    \
  {               \
    __SC_TEST##x(__VA_ARGS__);        \
    return (long) SYSC##name(__SC_CAST##x(__VA_ARGS__));  \
  }               \
  SYSCALL_ALIAS(sys##name, SyS##name);        \
  static inline long SYSC##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__))

##: 表示连接字符串；
__VA_ARGS__代表前面...里面的可变参数

范例一：socket的系统调用

原形：int socket(int domain, int type, int protocol);
存在3个参数，SYSCALL_DEFINEx里面的x代表的是系统调用参数个数；
所以为：
SYSCALL_DEFINE3(socket, int, family, int, type, int, protocol)

展开为：
SYSCALL_DEFINEx(3, _socket,  int, family, int, type, int, protocol)

再次展开为：
asmlinkage long sys_socket(__SC_DECL3(int, family, int, type, int, protocol));    \
  static inline long SYSC_socket(__SC_DECL3(int, family, int, type, int, protocol));  \
  asmlinkage long SyS_socket(__SC_LONG3(int, family, int, type, int, protocol))   \
  {               \
    __SC_TEST3(int, family, int, type, int, protocol);        \
    return (long) SYSC_socket(__SC_CAST3(int, family, int, type, int, protocol)); \
  }               \
  SYSCALL_ALIAS(sys_socket, SyS_socket);        \
  static inline long SYSC_sockt(__SC_DECL3(int, family, int, type, int, protocol))

第一行熟悉的sys_socket了。这只是一个函数声明，不是定义；
定义其实在最后一行，结尾没有加分号，下面再加上一对大括号，就是定义。

范例二：kill的系统调用实现

kill 函数的系统调用：kernel/signal.c
SYSCALL_DEFINE2(kill, pid_t, pid, int, sig)
{
  struct siginfo info;
  clear_siginfo(&info);
  info.si_signo = sig;
  info.si_errno = 0;
  info.si_code = SI_USER;
  info.si_pid = task_tgid_vnr(current);
  info.si_uid = from_kuid_munged(current_user_ns(), current_uid());
  return kill_something_info(sig, &info, pid);
}

glibc库文件源码查看

glibc版本查看

方法一：ldd --version
方法二：通过 libc.so 获取版本号
首先查找到 libc 库的位置
如何找到 GLIBC 库, 有多种方法：
方法一： ldd 一个当前系统中 C 库编写的动态可执行程序; ldd `which top` | grep "libc.so" libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f6e32226000) 方法二：从正在运行的程序，查看其打开的文件中查看； lsof -p $$ | grep "libc-" 方法三：GNU_LIBC_VERSION 标记 GLIBC 版本号的变量为 GNU_LIBC_VERSION, 直接查看它即可; #getconf GNU_LIBC_VERSION glibc 2.17 方法四：函数中获取glibc版本信息； gnu_get_libc_version 和 gnu_get_libc_release 就是这样的内置信息, 我们可以通过 man 手册来获取详细信息. 方法五：查看发行版安装包版本发行版打包的软件包一般都是有版本号后缀的, 因此查看我们发行版安装的 GLIBC 包的名字, 就可以知道版本号. Centos 可以使用 rpm -q glibc / yum list installed |grep glibc 查看对应软件包的名称及版本.