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Windows 和 Linux 应用程序从上到下调用层次比较

2013年07月03日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1774字 ⁄ 字号 评论关闭

        刚毕业的时候,做了将近一年的Window下的程序开发,主要用MFC,那是也不明白程序在操作系统角度从上到下的整个调用层次。遇到调用库函数,不明白,就查MSDN,每个月1500行代码左右,那时以为这就是软件开发了。后来跳槽的另外一家公司,工作也是Windows下的程序开发,这里可以用到多线程、COM组件,还能用到设计模式,那时高兴的不得了。刚开始用到多线程,就买了一本书《WIN32多线程程序设计》,边学边用。

       创建线程有好几种方法,比如: CreatThread _beginthread()等,记得当时不明白这几种方法有何区别,就随便拿一个用。心中有疑问:怎么创建一个线程这么多函数?WINAPICRTMFC 到底有何关联?最近读《程序员的自我修养》一书,给了我明确的答复。参考下图:

 

 

        从上图可以看到,CRTMFC函数最终都是调用WINAPI来实现的。即CRTMFC库函数都是对WIN API的封装。终于明白了创建线程函数分属不同的层次/类库,如下: 

        1    WINAPI: CreateThread();

        2    CRT:             _beginthread();     _beginthreadex();       

        3    MFC             AfxBeginThread();

 

 

 

         Linux下应用程序调用层次如下图: 

 

 上图只是列出了CRT,当然也存在其它很多类库,比如LinuxQT库,也是对系统调用的封装。

 

 从Windowslinux程序调用层次图,我们可以看到有如下区别:

Linux下可以直接进行程序调用,而Windows下不能直接进行系统调用。即Windows下的系统调用接口微软并没有开放给developer, 而是在系统调用上面添加了一层WINAPI。至于微软为什么不开放系统调用,而添加一层WINAPI,诸位可以参考《程序员的自我修养》第12章的12.3.2Windows API是以DLL导出函数的形式暴露给developer的,核心DLLkernel32.dlluser32.dllgdi32.dll. 我们可以用dumpbin /EXPORTS *.dll命令来查看每个dll的导出函数。

 

根据以上2个图,来简单谈一下跨平台编程。大家知道windows下的应用程序.exe放到Linux下是不能运行的,反之,Linux下同样不能运行Windows下的程序,就相当于用PDF Reader 打不开 Word文档一样,大家知道Windows下的可执行文件是PE文件格式,Linux可执行文件下是ELF文件格式。

我们程序员写的代码,用Windows下的编译器连接器(cl, VC++编译链接器)编译连接后,生成的目标文件是PE文件格式,同样的代码在Linux下用编译器gcc编译,链接器ld链接,生成的目标文件是ELF文件格式。同样的代码在不同的平台下编译通过的前提是代码中的函数符号(Symbol)能够被正确识别,这里我们不得不提及CRT,即C Runtime, Windows下是MSVCRT, Linux下是glibc (GNU C Library). C 语言运行库至少包含如下功能:

1.      程序的启动和退出;

2.       标准函数, 既是C语言标准库;

3.       I/0

4.       heap 封装和实现;

5.       调试

    我们主要关注第2点:标准函数,即只要代码中我们调用函数都是C语言标准库函数,这些函数代码在WindowsLinux下是都能识别的,因为glibcMSVCRT都在各自的平台上实现了这些函数,简单的讲就是: 提供给developer的函数接口遵从C标准库,下层实现调用各自系统的系统调用。如果你调用MFC库中的函数,这些函数Symbollinux下是无法识别的。所以我们在写跨平台C代码时(我们这里不讨论JAVA), 一定要调用标准C库函数,这样完成的代码就可以在WindowsLinux下用各自的编译器链接器编译链接(备注:包含的头文件不同,因为MSVCRTglibc导出c库函数头文件不同),生成的目标文件就可以在各自的系统上运行。 

 

 

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