Unix と C のメモ

unix_and_c.txt

Hello World

コンパイラ

+---------+          +------------+
| main.c  | ------>  | a.out      |
+---------+          +------------+

ライブラリ関数、シンボル、リンカ

+--------------------------------------------+
|                                            |
|   +----------+                             |
|   | <stdio>  |   0x....  +-------------+   |
|   |          | <-------- |symbol table |   |
|   +----------+           |             |   |
|   | main     | --------> |             |   |
|   |          |   printf  +-------------+   |
|   +----------+                             |
|                                            |
+--------------------------------------------+
              a.out                           

return 200 # 0xc8 を返すだけの main
gcc -v <source>.c # なんか一杯リンクしている
ldd <exe> # 案の定 libc
dpkg -S <file> # libc6 パッケージ
apt info <package> # その説明
readelf -W -a <exe> # エントリーポイント、text セグメント、_start と main
objdump -M intel -D a.out  # 実際のコード

Unix でプログラム内のメモリ以外一切触らないプログラムのメモリマップ

                                                  +----------+     
                   Context Switch = Memory Switch |CPU assist|     
                      <----------------------->   +----------+     
+-----------+------------+                  +---------------------+
| stack     | (func call)|           ^      |   Kernel            |
|           |            |           |      |   Context           |
|           v            |           |      |                     |
|                        |           |      +---------------------+
|           ^            |           |                system call            
|           |            |           |                     read, write
| heap      | (malloc)   |           |                     fork, exec
+-----------+------------+           |                             
| block storage space    |           | read write                            
+------------------------+           |                             
| init rw                | ^         v                             
+------------------------+ |                                       
| init ro                | |         ^                             
+------------------------+ | load    | read only                            
| text                   | | program |                             
|                        | |         |   +-----------+             
|                        | v         v   |CPU assist |             
+------------------------+               +-----------+             
      Unix User Memory                                             

+---------------+                          
|Kernel         |                          
|    sys call   |                          
|        ^      |                          
|        |      |                          
+--------+------+         +---------------+
| User   |      |         |Service Process|
|               |         +---------------+
|    Stack      |                 ^        
|               |                 |        
|               |                 | Message
|    Heap       |                 |        
|               |                 v        
|               |          +-------------+ 
|    Text       |          |User Process | 
+---------------+          +-------------+ 
  user process                             
                                           
Monolithic Kernel <--------> Micro Kernel  

直感イメージの OS = 実はマイクロカーネル型でセキュアと言われる理由
実際の OS = ユーザープロセスがカーネルになって HW アクセス

unistd sleep(3600)
/proc/<pid>/
pidstat -p <pid> # -w, -R, -r, -v, ...
init 1
musllibc と alpine