为什么 Linux 系统调用返回类型为“long”？

Question

我正在阅读 Linux Kernel Development，第 3 版，以了解内核实现和设计。第 5 章是关于系统调用的。作者展示了一个使用SYSCALL_DEFINE0 宏定义的系统调用声明示例，在该特定示例中扩展为：

asmlinkage long sys_getpid(void)

他进一步说：

[...] 为了兼容 32 位和 64 位系统，定义为在用户空间返回 int 的系统调用在内核中返回 long。

他没有比这更深入，我无法完全理解为什么会这样。为什么long 的使用与 32 位和 64 位系统相关？为什么我们不能返回一个普通的int？

Answer 1

因为在许多 64 bits 机器（例如 x86-64）上，通用 GCC 编译器 sizeof(int)==4 但 sizeof(void*)==8 && sizeof(long)==8;这称为 I32LP64（或只是 LP64）data model

例如，在 Linux/x86-64 系统上编译并运行以下程序：

#include<stdio.h>
#include<stdint.h>
int main ()
{
  printf ("sizeof(int)=%d\n", (int) sizeof (int));
  printf ("sizeof(intptr_t)=%d\n", (int) sizeof (intptr_t));
  printf ("sizeof(short)=%d\n", (int) sizeof (short));
  printf ("sizeof(long)=%d\n", (int) sizeof (long));
  printf ("sizeof(long long)=%d\n", (int) sizeof (long long));
  printf ("sizeof(void*)=%d\n", (int) sizeof (void *));
  return 0;
}

在使用gcc -Wall s.c -o s 在我的系统上编译并在我的Debian/Sid/x86-64（i3770k 处理器，GCC 4.8.2）上运行./s 之后：

sizeof(int)=4
sizeof(intptr_t)=8
sizeof(short)=2
sizeof(long)=8
sizeof(long long)=8
sizeof(void*)=8

使用gcc -m32 -Wall s.c -o s32在32位模式下编译并运行./s32后：

sizeof(int)=4
sizeof(intptr_t)=4
sizeof(short)=2
sizeof(long)=4
sizeof(long long)=8
sizeof(void*)=4

^{如果使用 gcc -mx32 -O3 -Wall s.c -o sx32 编译 x32，我将得到相同的输出！}

顺便说一句，也许更好的问题是为什么不使用intptr_t .... 我不知道（可能是习惯问题；when Linus 首先开始编写他的内核，C99 标准定义@ 987654343@ 和 intptr_t- 还不存在）。

阅读有关ABIs 的更多信息，特别是仔细阅读X86-64 ABI（另请参阅x32 ABI...）和x86 calling conventions 上的维基页面。