Разработка приложений в среде Linux. Второе издание - Майкл Джонсон

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).

6.2. Интерфейсы POSIX

6.2.1. Обязательные типы POSIX

POSIX описывает некоторые определения типов в заголовочном файле <sys/types.h>, которые используются для многих аргументов и возвращаемых значений. Эти определения типов важны, потому что стандартные типы языка С могут быть разными на различных машинах, так как они нестрого определены в стандарте С. Из-за такого нестрогого определения язык С полезен на широком диапазоне оборудования — размер слов на 16-разрядных машинах отличается от такового на 64-разрядных машинах, а язык программирования низкого уровня не должен скрывать эту разницу — но для POSIX требуется большая гарантия. От заголовочного файла библиотеки С <sys/types.h> требуется определение набора соответствующих типов для каждой машины, которая поддерживает POSIX. Каждый из этих определений типов можно легко отличить от собственного типа С, поскольку он заканчивается на _t.

Ниже описано подмножество, используемое для интерфейсов.

dev_t Арифметический тип данных, содержащий старшие (major) и младшие (minor) числа, соответствующие специальным файлам устройств, обычно расположенным в подкаталоге /dev. В Linux dev_t можно манипулировать с помощью макросов major(), minor() и makedev(), которые определены в <sys/sysmacros.h>. Обычно dev_t используется только в системном программировании, описанном в главе 11. uid_t, gid_t Целочисленные типы, содержащие уникальные идентификаторы, соответственно, пользователя и группы. Удостоверения идентификаторов пользователя и группы рассматриваются в главе 10. pid_t Целочисленный тип, обеспечивающий уникальное значение для системного процесса (описан в главе 10). id_t Целочисленный тип, способный хранить без усечения любой тип pid_t, uid_t или gid_t. off_t Целочисленный тип со знаком для измерения размера файла в байтах. size_t Целочисленный тип без знака для измерения размеров объектов в памяти, например, символьных строк, массивов или буферов. ssize_t Целочисленный тип со знаком для подсчета байтов (положительные значения) или хранения кода возврата ошибки (отрицательные значения). time_t Целочисленный тип (во всех обычных системах) или тип с плавающей точкой (позволяет рассматривать VMS как операционную систему POSIX), выдающий время в секундах, как описано в главе 18.

Типы намеренно описаны нечетко. Нет никакой гарантии, что типы будут одинаковыми на двух разных платформах Linux или даже в двух различных средах, работающих на одной и той же платформе. Скорее всего, 64-разрядная машина, поддерживающая как 64-разрядную, так и 32-разрядную среды, будет иметь разные значения для некоторых из этих типов в каждой среде.

Кроме того, в будущих версиях Linux представленные типы могут изменяться в рамках, установленных стандартом POSIX.

6.2.2. Раскрытие возможностей времени выполнения

Многие системные возможности имеют ограничения, другие являются необязательными, а некоторые могут содержать связанную с ними информацию. Ограничение на длину строки аргументов, передаваемых новой программе, защищает систему от произвольных запросов памяти, которые в ряде случаев могут вызвать крах системы. Не во всех системах POSIX реализовано управление заданиями. Любая программа может получить сведения о наиболее поздней версии стандарта POSIX, которая реализована в системе.

Функция sysconf() выдает такой тип системной информации, которая для одного и того же исполняемого файла в различных системах может отличаться и которую невозможно узнать во время компиляции.

#include <unistd.h>

long sysconf (int);

Целочисленный аргумент в sysconf() — это один из наборов макросов с префиксом _SC_. Ниже перечислены макросы, которые используются чаще всего.

_SC_CLK_TCK Возвращает количество тактов в секунду внутренних часов ядра, различаемое программами. Следует отметить, что ядро может содержать одни или больше часов, работающих на более высокой частоте. _SC_CLK_TCK обеспечивает подсчет тактов, которые используются для получения информации из ядра, и этот макрос не является индикатором времени ожидания системы. _SC_STREAM_MAX Возвращает максимальное количество стандартных потоков ввода-вывода С, которые могут быть одновременно открыты в системе. _SC_ARG_MAX Возвращает максимальную длину аргумента командной строки и переменных окружения в байтах, которые используются любой из функций exec(). Если это ограничение превышено, exec() вернет ошибку Е2ВIG. _SC_OPEN_MAX Возвращает максимальное количество файлов, которые одновременно могут быть открыты процессом; это то же самое, что и программное ограничение RLIMIT_NOFILE, которое может быть запрошено функцией getrlimit() и установлено функцией setrlimit(). Это единственное значение sysconf(), которое может изменяться во время выполнения программы; при вызове setrlimit() для изменения ограничения RLIMIT_NOFILE. _SC_OPEN_MAX также подчиняется новому программному ограничению. _SC_PAGESIZE или _SC_PAGE_SIZE Возвращает размер одной страницы в байтах. В системах, которые могут поддерживать разные размеры страниц, возвращается размер одной обычной страницы, для которой выделено определенное количество памяти и которая считается естественным размером страниц для конкретной системы. _SC_LINE_MAX Возвращает максимальную длину в байтах входной строки, обрабатываемой текстовыми утилитами, включая завершающий символ новой строки. Следует отметить, что во многих утилитах GNU, используемых в Linux-системах, фактически нет жестко закодированной максимальной длины строки, потому могут применяться входные строки произвольной длины. Однако переносимая программа не должна вызывать текстовые утилиты для строк, длина которых превышает _SC_LINE_MAX; во многих Unix-системах утилиты работают с фиксированным максимальным размером строки, и его превышение может привести к неопределенным результатам. _SC_NGROUPS_MAX Возвращает количество дополнительных групп (см. главу 10), которые может иметь процесс.

6.2.3. Поиск и настройка базовой системной информации

Существует несколько порций полезной информации о системе, которая может понадобиться программе. Например, название и версия операционной системы могут служить для определения функциональности, предлагаемой системными программами.

Системный вызов uname() позволяет программе обнаружить информацию времени ее выполнения.

#include <sys/utsname.h>

int uname(struct utsname* unameBuf);

В случае ошибки функция возвращает ненулевое значение, что происходит только в ситуациях, когда передается недопустимый указатель unameBuf. При нормальном завершении структура, на которую он указывает, заполняется строками, завершаемыми NULL, которые описывают текущую систему. В табл. 6.1 представлены члены структуры utsname.

Таблица 6.1. Члены структуры utsname

Член Описание sysname Название операционной системы (в данном случае Linux). release Номер версии выполняющегося ядра. Это полная версия вроде 2.6.2. Номер может быть легко изменен тем, кто выполнял сборку ядра, и вполне возможно, что цифр будет больше трех. Во многих версиях можно встретить дополнительную цифру для описания примененных исправлений, например, 2.4.17-23. version Под Linux здесь содержится временная метка, описывающая время, когда собиралось ядро. machine Короткая строка, указывающая тип микропроцессора, на котором работает операционная система. Для Pentium Pro или более мощных она может быть i686, для процессоров класса Alpha — alpha, а для 64-разрядных процессоров PowerPC — ррс64. nodename Имя хоста машины, которое обычно является первичным именем хоста в Internet. domainname Домен NIS (или YP), которому принадлежит машина.

Член nodename (имя узла) часто называется системным именем хоста (то, что отображает команда hostname), однако его не следует путать с именем Internet-хоста. Несмотря на то что во многих системах эти члены не различаются, путать их не стоит. В системе с множеством Internet-адресов есть множество имен Internet-хостов, но только одно имя узла, поэтому эти имена не являются эквивалентными.