POSIX: Přehled

Rozhraní POSIX (Portable Operating System Interface) je standard IEEE, který pomáhá kompatibilitě a přenositelnosti mezi operačními systémy. Teoreticky by měl být zdrojový kód kompatibilní s POSIX bezproblémově přenosný. V reálném světě přechází aplikace často do problémů specifických pro systém. Soulad s POSIX však usnadňuje přenos aplikací, což může vést k úspoře času. Vývojáři by se tedy měli seznámit se základy tohoto široce používaného standardu.

Historie POSIXu

Brzy programátoři museli přepsat své aplikace od nuly pro každý nový model počítače. Ale IBM System / 360 to změnilo. V roce 1964 představila operační systém OS / 360. IBM začala používat stejnou hardwarovou architekturu, aby umožnila novým modelům znovu použít stejný operační systém. Přítomnost společného operačního systému na více počítačích nastavila první fázi přenositelnosti aplikace.

Koncem šedesátých let příchod systému UNIX otevřel nové možnosti. Za počáteční vývoj tohoto nového operačního systému byl zodpovědný Bell Labs společnosti AT&T. Mohlo by to běžet na strojích od více dodavatelů. Ale UNIX začal rozdávat různé příchutě. Kromě systému AT&T System V existovaly společnosti Berkeley Software Distribution (BSD), Xenix a další. Nebylo snadné přenést přes tyto příchutě. Slib přenositelnosti aplikací narazil na bouli. V nadcházejících desetiletích by zavedení nových operačních systémů jen zkomplikovalo portování aplikací napříč hardwarem, operačními systémy a prodejci.

Standard POSIX byl vyvinut v 80. letech za účelem vyřešení problému s přenositelností. Standard byl definován na základě systémů V a BSD Unix. POSIX nedefinuje operační systém, pouze definuje rozhraní mezi aplikací a operačním systémem. Programátoři mají svobodu psát svůj operační systém a aplikaci tak, jak chtějí, pokud je respektováno rozhraní mezi nimi. Protože POSIX je nezávislý na hardwaru, operačním systému nebo prodejci, je snazší dosáhnout přenositelnosti aplikace.

První standard POSIX byl vydán v roce 1988. Formálně se to jmenovalo IEEE Standard 1003.Přenosné rozhraní operačního systému 1-1988 pro počítačová prostředí “. V roce 1990 byla vydána mezinárodní verze stejného standardu s malými obměnami jako ISO / IEC 9945-1: 1990 Informační technologie - Portable Operating System Interface (POSIX) - Část 1: System Application Program Interface (API).

Zpočátku byl POSIX rozdělen do několika standardů:

POSIX.1: Základní služby
POSIX.1b: Rozšíření v reálném čase
POSIX.1c: Rozšíření vláken
POSIX.2: Shell a utility

Po roce 1997 přinesla skupina Austin veškerý standard pod jediný deštník. Od té doby verze POSIX.1-2001 (také známý jako IEEE Std 1003.1-2001), POSIX.1-2004 (také známý jako IEEE Std 1003.1-2004) a POSIX.1-2008 (také známý jako IEEE Std 1003.1-2008) byly vydány.

Příklady některých systémů kompatibilních s POSIXem jsou AIX, HP-UX, Solaris a MacOS (od 10. září).5 Leopard). Na druhou stranu Android, FreeBSD, Linuxové distribuce, OpenBSD, VMWare atd., dodržují většinu standardu POSIX, ale nejsou certifikovány.

Základy POSIX

POSIX.Standardní dohody 1-2008 se týkají čtyř hlavních oblastí:

1. Objem základní definice: Obecné pojmy, koncepty a rozhraní.
2. Objem systémových rozhraní: Definice funkcí a podprogramů systémových služeb. Zahrnuje také přenositelnost, zpracování chyb a zotavení po chybě.
3. Objem prostředí a nástrojů: Definice rozhraní jakékoli aplikace s příkazovými skořápkami a běžnými obslužnými programy.
4. Zdůvodnění svazku: Obsahuje informace a historii o přidaných nebo vyřazených funkcích a odůvodnění rozhodnutí.

Standard nezahrnuje grafická rozhraní, databázová rozhraní, přenositelnost objektových / binárních kódů, systémové konfigurace, úvahy o vstupech a výstupech nebo dostupnost prostředků.

Některé z hlavních principů designu POSIX jsou:

• POSIX je vytvořen, aby usnadnil přenositelnost aplikací. Není to tedy pouze pro systémy UNIX. Systémy jiné než UNIX mohou také vyhovovat POSIX.
• Standard nediktuje vývoj aplikace nebo operačního systému. Definuje pouze smlouvu mezi nimi.
• Zdrojový kód aplikace kompatibilní s POSIX by měl být schopen běžet napříč mnoha systémy, protože standard je definován na úrovni zdrojového kódu. Standard však nezaručuje přenositelnost na úrovni objektu nebo binárního kódu. Binární spustitelný soubor tedy nemusí fungovat ani na podobných strojích se stejným hardwarem a operačními systémy. Norma řeší pouze přenositelnost zdrojového kódu.
• POSIX je napsán ve smyslu standardu C. Vývojáři jej však mohou implementovat v jakémkoli jazyce, který se jim líbí.
• Norma se zabývá pouze aspekty operačního systému, který interaguje s aplikacemi.
• Norma je stručná, pokud jde o délku a široká, pokud jde o rozsah, aby pokryla širokou škálu systémů.
• POSIX byl navržen tak, aby zjednodušil přenositelnost. Z dlouhodobého hlediska to tedy ušetří čas a peníze. Pokud však vaše aplikace nejsou kompatibilní s POSIX, může to na začátku vyžadovat značné investice času a prostředků.

Vývoj aplikací POSIX

Účelem POSIXu bylo zlepšit přenositelnost. Když váš zdrojový kód odpovídá standardu, můžete jej snadno zkompilovat a spustit na jiném počítači. Pokud je však POSIX definován jako obecný požadavek na aplikaci, může to způsobit zmatek. Plný standard POSIX je více než 4000 stránek s více než 1350 rozhraními. Nemá smysl implementovat vše. Každý projekt by tedy měl definovat aspekty POSIX, které budou splňovat konkrétní požadavky.

Ve vývojové komunitě panují mylné představy, že standard POSIX je starý a irelevantní. To není pravda. POSIX je živý dokument, který skupina Austin pravidelně aktualizuje. Kdokoli se může připojit ke skupině a podílet se na zlepšování standardu. Standard se aktivně používá na dnešních serverech, pracovních stanicích, směrovačích, mobilních zařízeních, vestavěných systémech a dalších. Používá se pro stroje UNIX a Linux.

Vývojáři by si však měli být vědomi toho, že standard POSIX má problémy. Jakoukoli chybu, kterou zjistíte, můžete nahlásit skupině Austin a bude prozkoumána pro další revizi.

Závěr
POSIX se na první pohled může zdát skličující. Přesto by se vývojáři aplikací měli seznámit se základy, protože se čas od času objeví jako požadavek. Vzhledem k velkému rozsahu normy není možné stát se odborníkem na celý dokument. Vývojáři se mohou obrátit na komunity UNIX a Linux a dozvědět se více. Komunity mohou odpovědět na vaše otázky a poskytnout vám lepší představu o tom, která část standardu bude pro váš projekt relevantní.

Další studie:

• Celý dokument POSIX
• POSIX FAQ
• Austin Common Standards Revision Group

Reference:

• POSIX FAQ, Austin Group
• Austin Group
• Dokument 7542098 /
• Koncepty systémových služeb POSIX a UNIX
• Dokument OpenGroup 9699919799
• Co je POSIX?, Indiana University
• Standards Docs @ open-std.org
• Bill Gallmeister, programovací průvodce Posix
• Průvodce programátory POSIX, Donald Lewine
• StackOverflow Co je Posix
• Historie Uniuxu, darwinsys.com
• Austin Open Group, papír Posix
• Wikipedia POSIX