Разработка приложений в среде Linux. Второе издание - Майкл Джонсон

5.2.1. long long

Тип long long указывает на то, что блок памяти, по крайней мере, такой же большой, как long. На Intel i86 и других 32-разрядных платформах long занимает 32 бита, а long long — 64 бита. На 64-разрядных платформах указатели и long long занимают 64 бита, a long может занимать 32 или 64 бита в зависимости от платформы. Тип long long поддерживается в стандарте С99 (ISO/IEC 9899:1999) и является давним расширением С, которое обеспечивается gcc.

5.2.2. Встроенные функции

В некоторых частях заголовочных файлов Linux (в частности тех, что специфичны для конкретной системы) встроенные функции используются очень широко. Они так же быстры, как и макросы (нет затрат на вызовы функции), и обеспечивают все виды проверки, которые доступны при нормальном вызове функции. Код, вызывающий встроенные функции, должен компилироваться, по крайней мере, с включенной минимальной оптимизацией (-O).

5.2.3. Альтернативные расширенные ключевые слова

В gcc у каждого расширенного ключевого слова (ключевые слова, не описанные стандартом ANSI/ISO) есть две версии: само ключевое слово и ключевое слово, окруженное с двух сторон двумя символами подчеркивания. Когда компилятор применяется в стандартном режиме (обычно тогда, когда задействована опция -ansi), обычные расширенные ключевые слова не распознаются. Так, например, ключевое слово attribute в заголовочном файле должно быть записано как __attribute__.

5.2.4. Атрибуты

Расширенное ключевое слово attribute используется для передачи gcc большего объема информации о функции, переменной или объявленном типе, чем это позволяет код С, соответствующий стандарту ANSI/ISO. Например, атрибут aligned дает указание gcc о том, как именно выравнивать переменную или тип; атрибут packed указывает на то, что заполнение использоваться не будет; noreturn определяет то, что возврат из функции никогда не произойдет, что позволяет gcc лучше оптимизироваться и избегать фиктивных предупреждений.

Атрибуты функции объявляются путем их добавления в объявление функции, например:

void die_die_die(int, char*) __attribute__ ((__noreturn__));

Объявление атрибута размещается между скобками и точкой с запятой и содержит ключевое слово attribute, за которым следуют атрибуты в двойных круглых скобках. Если атрибутов много, следует использовать список, разделенный запятыми.

int printm(char*, ...)

__attribute__((const,

 format(printf, 1, 2)));

В этом примере видно, что printm не рассматривает никаких значений, кроме указанных, и не имеет побочных эффектов, относящихся к генерации кода (const), printm указывает на то, что gcc должен проверять аргументы функции так же, как и аргументы printf(). Первый аргумент является форматирующей строкой, а второй — первым параметром замены (format).

Некоторые атрибуты будут рассматриваться по мере дальнейшего изложения материала (например, во время описания сборки совместно используемых библиотек в главе 8). Исчерпывающую информацию по атрибутам можно найти в документации gcc в формате Texinfo.

Глава 6

Библиотека GNU C

Библиотека GNU С (glibc) — это стандартная библиотека языка С, разработанная для Linux-систем. Существуют и другие библиотеки С, которые иногда используются в определенных целях (например, очень маленькое подмножество стандартных библиотек С применяется во встроенных системах и для начальной загрузки). Но во всех дистрибутивах Linux стандартной библиотекой языка С, предоставляющей значимый объем функциональности, является glibc. Именно эта библиотека и описывается в настоящей книге.

6.1. Выбор возможностей glibc

В glibc существует набор макросов для выбора возможностей. Эти макросы используются для выбора стандарта, которому будет подчиняться glibc. Иногда стандарты конфликтуют между собой, a glibc позволяет выбирать именно тот набор стандартов (формальный, де-юре, и неформальный, де-факто), которым нужно соответствовать полностью либо частично. Технически такие макросы называются макросами проверки возможностей.

Знание этих макросов необходимо, так как набор макросов, определенных по умолчанию, не обеспечивает полную функциональность glibc. Некоторые механизмы, описанные в этой книге, в выбранном по умолчанию наборе функций не доступны; далее мы опишем макросы, необходимые для включения каждого такого механизма.

Макросы проверки возможностей разработаны для определения стандартов (де-юре или де-факто), и в некоторых случаях они определяют, каким именно версиям этих стандартов должна соответствовать glibc. Это соглашение часто не включает определения функций и макросов, не указанных стандартом, в стандартных заголовочных файлах. Это значит, что приложение, написанное в соответствии со стандартом, может определять свои собственные функции и макросы, не конфликтуя с расширениями, которые этим стандартом не определены.

Макросы проверки возможностей не гарантируют того, что приложение будет полностью совместимо со стандартами, определяемыми набором макросов. Настройка макроса проверки возможности может обнаружить использование непереносимых расширений, но при этом не будет обнаружено использование, скажем, заголовочных файлов, которые полностью не определены стандартом.

Макросы определяются в системном заголовочном файле feature.h, который не должен включаться непосредственно. Взамен его включают все другие заголовочные файлы, которые зависят от содержимого feature.h.

Набор макросов по умолчанию содержит _SVID_SOURCE=1, _BSD_SOURCE=1, _POSIX_SOURCE=1 и _POSIX_C_SOURCE=199506L. Описание каждой из этих опций можно найти ниже, но все это, по сути, транслируется в поддержку возможностей стандарта 1995 POSIX (этот стандарт использовался до объединения стандартов POSIX и Single Unix), всех стандартных функций System V и всех функций BSD, которые не конфликтуют с функциями System V. Данного набора макросов достаточно для большинства программ.

При определении в gcc опции -ansi, как было описано ранее, автоматически определяется внутренний макрос __STRICT_ANSI__, который отключает все макросы, определенные по умолчанию.

За исключением __STRICT_ANSI__, который представляет собой специальный макрос (и должен настраиваться только компилятором в контексте опции командной строки -ansi), эти макросы имеют накопительный характер, то есть можно определять любые их комбинации. Точное определение изменений _BSD_SOURCE зависит от настройки других макросов (более детально об этом — ниже); все остальные макросы — исключительно накопительные.

Некоторые макросы определяются различными версиями POSIX или других стандартов, другие являются общими, а третьи могут использоваться только в glibc.

_POSIX_SOURCE Если указан этот макрос, становятся доступными все интерфейсы, определенные как часть оригинальной спецификации POSIX.1. Данный макрос был определен в первоначальном стандарте POSIX.1-1990. _POSIX_C_SOURCE Этот макрос может заменять _POSIX_SOURCE. Если установлен в 1, то эквивалентен _POSIX_SOURCE. Если его значение больше либо равно 2, макрос включает интерфейсы С, соответствующие POSIX.2, и задействует регулярные выражения. Если значение больше либо равно 199309L, макрос включает в себя дополнительные интерфейсы С, соответствующие пересмотренному в 1993 году стандарту POSIX, в частности, включая функциональность реального времени. Если его значение больше либо равно 199506L (по умолчанию), макрос включает дополнительные интерфейсы С, соответствующие пересмотренному в 1995 году стандарту POSIX, в частности, включая потоки POSIX. Этот макрос был описан версией POSIX, выпущенной после 1990 года для разграничения поддержки различных версий стандартов POSIX (а теперь также и Single Unix). Во многих случаях полностью замещается _XOPEN_SOURCE. _XOPEN_SOURCE Макрос _XOPEN_SOURCE определен XSI-частью стандарта Single Unix и описывает логическое надмножество интерфейсов, включенных с помощью _POSIX_C_SOURCE. Этот макрос также был определен XPG. Если макрос определен, указываются функциональные возможности из начального стандарта XPG4 (Unix95). Если макрос определен со значением 500, включаются функциональные возможности из стандарта XPG5 (Unix98, SuS версии 2). Если установлено значение 600, включаются функциональные возможности из начального стандарта IEEE Std 1003.1-2003 (комбинированный документ по POSIX и SuS). _ISOC99_SOURCE Этот макрос проверки возможностей экспортирует интерфейсы, определенные в новых стандартах ISO/IEC С99. _SVID_SOURCE При указании данного макроса для выбора возможностей становится доступным стандарт SVID (System V Interface Definition). Это не значит, что glibc обеспечивает полную реализацию стандарта SVID; она всего лишь открывает указанную функциональность SVID, существующую в glibc. _BSD_SOURCE Функции BSD могут конфликтовать с другими функциями, и эти конфликты всегда разрешаются в пользу поведения, соответствующего стандарту System V, или, если определен или подразумевается любой макрос функций POSIX, X/Open или System V, единственным макросом, который включает поведение BSD является _ISOC99_SOURCE. (Точное определение этого макроса временами изменялось и может меняться в дальнейшем, поскольку он не регламентируется каким-либо стандартом.) _GNU_SOURCE В случаях конфликта _GNU_SOURCE включает все, что возможно, отдавая предпочтение интерфейсам System V, а не BSD. Этот макрос также добавляет некоторые специальные для GNU и Linux интерфейсы, например, владение файлами.

Когда стандартного набора макросов недостаточно, обычно определяют макрос _GNU_SOURCE (включает все — самое простое решение), _XOPEN_SOURCE=600 (наиболее вероятно, что пригодится поднабор _GNU_SOURCE) или _ISOC99_SOURCE (использование функций наиболее позднего стандарта С, поднабор _XOPEN_SOURCE=600).