Зачем приложениям пользовательского пространства нужны заголовки ядра?

Я собираю busy-box и iptables для встроенного устройства, и одной из зависимостей для них являются заголовки ядра.

Я искал во всей файловой системе файлы * .ko и не нашел ни одного. Итак, я пришел к выводу, что приложения не создают никаких загружаемых драйверов (модулей ядра).

В каких других случаях приложению пользовательского пространства требуются заголовки ядра?

linux linux-kernel kernel-modules

— TheMeaningfulEngineer
источник

Простой пример, который можно привести, - когда что-то в пространстве пользователя вызывает системный вызов.

— Сами Лэйн

@SamiLaine Я бы предположил, что библиотека c предоставит интерфейс для системных вызовов. Если бы то, что вы говорите, имело место, разве вам не пришлось бы, например, импортировать заголовки ядра просто для того, чтобы открыть сокет?

— TheMeaningfulEngineer

Socket (2), это системный вызов, а не библиотечная функция, так что да.

— Сами Лэйн

@SamiLaine Можете ли вы привести пример, где вы должны include <linux/*.h>открыть сокет? (Я стремился к sys / socket.h)

— TheMeaningfulEngineer

Потому что эти программы созданы для использования вещей, определенных в заголовках ядра:

busybox-1.22.1]$ egrep -RHn '^#include <linux'
modutils/modutils-24.c:194:#include <linux/elf-em.h>
include/fix_u32.h:17:#include <linux/types.h>
libbb/loop.c:11:#include <linux/version.h>
console-tools/openvt.c:23:#include <linux/vt.h>
console-tools/kbd_mode.c:23:#include <linux/kd.h>
console-tools/showkey.c:19:#include <linux/kd.h>
util-linux/blockdev.c:36:#include <linux/fs.h>
util-linux/mkfs_ext2.c:50:#include <linux/fs.h>
util-linux/mkfs_vfat.c:28:#include <linux/hdreg.h> /* HDIO_GETGEO */
util-linux/mkfs_vfat.c:29:#include <linux/fd.h>    /* FDGETPRM */
....

Для каждого конкретного инструмента вам нужно прочитать исходный код инструмента и соответствующий заголовок ядра, чтобы выяснить, что именно.

Вы можете увидеть несколько вещей, которые прокомментированы, чтобы сделать это легко.

Например, mkfs_vfatвключает linux/fd.hв себя получить FDGETPRM:

$ egrep -RHn FDGETPRM util-linux/mkfs_vfat.c
util-linux/mkfs_vfat.c:29:#include <linux/fd.h>    /* FDGETPRM */
util-linux/mkfs_vfat.c:351:         int not_floppy = ioctl(dev, FDGETPRM, &param);

Вы, вероятно, могли бы удалить релевантные данные #includeи следить за ошибками компилятора, чтобы упростить их; вы получите предупреждения о том, что некоторые вещи не определены. Эти вещи, вероятно, происходят из заголовков ядра.

— suprjami
источник

1. Busybox разработан для встроенных и других легких систем, где вы хотите загрузить как можно меньше библиотек в память. Я не читал источник, но, вероятно, BB в основном обходит библиотеки и напрямую ссылается на ядро. 2. Нет. Он связывает ваш бинарный файл в пользовательском пространстве с версией API ядра , которая обратно совместима: бинарный файл, скомпилированный сегодня, может не работать на более старом ядре (в зависимости от включенных символов ... прочтите исходный код), но работать с будущими ядрами.

— Игнис

@suprjami ABI подчиняется стандарту SysV ABI, который, как можно разумно предположить, не изменяется; помимо прочего, SysV ABI - это то, почему вы можете связать ядро с вашим компилятором (и версией) по своему выбору, не обязательно того самого, который испустил двоичный файл ядра.

— Игнис

... это также позволяет использовать chroot / LXC в дистрибутиве с другим ядром. и т. д.

— ignis

(Для ясности: обратите внимание, что ядро имеет внешний ABI , о котором мы здесь говорим, и внутренний ABI между модулями ядра, который претерпевает частые и, возможно, несовместимые изменения, но он не виден в пространстве пользователя и не имеет значения при компиляции пространства пользователя код.)

— ignis

(Также обратите внимание, что ABI = / = API. API ядра (внешний) включает символы, на которые есть ссылки в исходном коде, и разработчики ядра взяли на себя обязательство поддерживать совместимость; если символы очень редко используются в программном обеспечении реального мира, это будет необоснованный шаг для них, чтобы сделать несовместимые изменения, хотя ни один сторонний стандарт не предписывает весь API Linux, и поэтому ничто технически не препятствует ему.)

— ignis