C 标准库及其实现

背景回顾：我们已经在系统调用的基础上实现了 Shell；你应该有一种 “能实现整个应用世界” 的感觉。为了让这个世界更丰富多彩，为开发者提供便利就是至关重要的。UNIX 世界的蓬勃发展离不开 C 语言和它的标准库，长久以来都为 Systems Programming 树立了一套标杆。

本讲内容：系统调用之上的世界：C 标准库和实现。

libc 简介

关于 pipe 的补充

如果读端关闭，会收到 SIGPIPE 信号

• 如果读端提前关闭，就会产生 Broken Pipe 现象
  • 例如 ls | head -n 1
  • ls 的数据很多，但是 head 只接收一条数据就关闭读入端了

C 语言的优点

计算机是层层包装后的产物：(自里向外排序)

• hardware
• OS kernel (Virtualize)
• Shell、libc (syscall)
• Applications
• Human Users

我们可以说，syscall 是地基，C 语言 (libc) 是框架 —— 它只是系统调用的一层 浅封装。

因此，C 语言编程的优点是显而易见的：

• 容易移植
• 稳定性好
  • 是 ISO IEC 标准的一部分
  • 不用担心升级以后原先可以用的包没了的情况
    • 点名批评 js, python!
• ...

如何实现一个 libc ?

我们可以实现任何东西 —— 计算机世界里面没有魔法。

那么我们在理解 syscall 的基础上，能不能实现 libc 呢？

• 先学习借鉴一下已有的 libc 实现吧
  • 课上推荐了 musl

我们可以链接 musl 的 libc 实现来调试一个 C 程序。在调试的过程中，兴许你可以了解

• 一个程序及其参数如何被 OS 加载上来
• libc 如何一步一步地启动 main 函数
• 在程序响应退出之前，如何执行已注册的钩子函数与其余必要的函数
• ...