Por que os aplicativos de espaço do usuário precisam de cabeçalhos de kernel?

Estou construindo o busy-box e o iptables para um dispositivo incorporado e uma das dependências para eles são os cabeçalhos do kernel.

Procurei em todo o sistema de arquivos por arquivos * .ko e não os encontrei. Então concluí que os aplicativos não estão criando drivers carregáveis (módulos do kernel).

Quais são os outros casos para um aplicativo de espaço do usuário exigir cabeçalhos de kernel?

linux linux-kernel kernel-modules

— TheMeaningfulEngineer
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Um exemplo fácil de apresentar é quando algo no espaço do usuário emite uma chamada do sistema.

— Sami Laine

@SamiLaine Eu acho que a biblioteca c forneceria a interface para as chamadas do sistema. Se o que você está dizendo era o caso, você não teria, por exemplo, que importar cabeçalhos do kernel apenas para abrir um soquete?

— TheMeaningfulEngineer

Soquete (2), é uma chamada do sistema, não uma função de biblioteca, então sim.

— Sami Laine

@SamiLaine Você pode dar um exemplo em que é necessário include <linux/*.h>abrir um soquete? (Eu estava apontando para sys / socket.h)

— TheMeaningfulEngineer

Como esses programas são criados para usar as coisas definidas nos cabeçalhos do kernel:

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 */
....

Para cada ferramenta específica, você precisa ler a fonte da ferramenta e o cabeçalho do kernel relevante para descobrir exatamente o que.

Você pode ver algumas coisas comentadas para facilitar.

Por exemplo, mkfs_vfatinclui linux/fd.hpara obter 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);

Provavelmente, você pode remover o relevante #includee observar os erros do compilador para facilitar, receberá avisos de que algumas coisas não estão definidas. Provavelmente, essas coisas vêm dos cabeçalhos do kernel.

— suprjami
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1. O Busybox foi projetado para sistemas embarcados e outros sistemas leves, nos quais você deseja carregar o mínimo possível de bibliotecas na memória. Eu não li a fonte, mas provavelmente o BB está basicamente evitando as bibliotecas e vinculando diretamente o kernel. 2. Não. Ele combina o binário do espaço do usuário com uma versão da API do kernel , que é compatível com versões anteriores: um binário compilado hoje pode não funcionar em um kernel antigo (dependendo dos símbolos incluídos ... leia o código-fonte), mas irá trabalhe com kernels futuros.

— Ignis #

@suprjami A ABI obedece à ABI SysV padrão, que pode ser razoavelmente assumida como não sendo alterada; entre outras coisas, o SysV ABI é o motivo pelo qual você pode vincular o kernel ao seu compilador (e versão) de sua escolha, não necessariamente o mesmo que emitiu o binário do kernel.

— ignis

... também possibilita chroot / LXC em uma distribuição distribuída com um kernel diferente. etc

— ignis

(Para maior clareza: observe que o kernel possui uma ABI externa , da qual estamos discutindo aqui, e uma ABI interna entre os módulos do kernel, que sofre alterações frequentes e possivelmente incompatíveis, mas não é vista pelo espaço do usuário e é irrelevante ao compilar o espaço do usuário código).

— Ignis

(Observe também que ABI = / = API. A API (externa) do kernel inclui os símbolos referenciados no código-fonte, e os desenvolvedores do kernel se comprometeram a manter a compatibilidade; a menos que os símbolos sejam muito raramente usados em software do mundo real, seria um movimento razoável para que façam mudanças incompatíveis, embora não de terceiros mandatos padrão o conjunto da API do Linux e, portanto, nada tecnicamente impede-lo).

— Ignis