Разработка приложений в среде Linux. Второе издание, Троан Эрик В.

Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

на обложку

Троан Эрик В.

Шрифт:

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

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

_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

6.2. Интерфейсы POSIX

6.2.1. Обязательные типы POSIX

POSIX описывает некоторые определения типов в заголовочном файле

, 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

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