POSIX

• standardní knihovna = základní funkce pro práci s prostředky počítače

Historie

• POSIX- Portable Operating System Interface
• Norma pro rozhraní OS založená na UNIXu
• Součástí normy POSIX je knihovna pro jazyk C - POSIX C library
• UNIX - musí používat normu POSIX a být certifikovaný podle Single UNIX Specification
• většina UNIX-like (UN*X) systému je dodržuje s odchylkami

API operačního systému

• Funkce pro interakci s OS.
• Snaha vytvořit API kompatibilní C knihovnu (která je součástí).
• Umožňuje velkou množinnu služeb od jádra:
  • Správa procesů (start, komunikace, ukončení)
  • Přístup k filesystemu
  • Správa s synchronizace vláken
  • Správa virtuální paměti
  • …
• Umožňuje “přenositelné” programy s větším záběrem než std knihovna.

Kompatibilita

• UN*X systémy
  • Pokud je certifikován jako UNIX, potom splňuje POSIX.
• Windows
  • Má vlastní API OS Win32 a WinRT
  • Části POSIX, ale né úplně
  • MinGW a Cygwin implementuji POSIX prostředí pomocí Win32 API.
  • WSL ?

Souborový systém

• N-ární strom s jedním kořenem.
• Všechny svazky (jiné disky, síťová úložiště i zařízení) jsou v něm adresovány - mount.
• Kořen souborového systému se jmenuje /.
• Soubory jsou implementovány pomocí inode (i-uzel)
  • inode je datová struktura popisující objekt existujícíc v souborovém systému
• Vazba jméno - inode je v implementován adresáři.
• Pro získání informací o souboru: stat(), fstat(), lstat()

Práce se soubory

• Místo FILE * se používá pomocí file descriptor typu int
• Funkce: open(), close(), read(), write()

Adresáře

• Silně závislá na filesystému.
• 1. nikdy neotevírat jako soubor -
• Funkce pro práci: opendir(), readdir() a closedir().
• struct dirent - radši nevěřit,

Procesy

• Proces je jednotka OS pro běh programu s vlastní oddělenou pamětí.
• Práce s novými procesy: fork(), execl() a waitpid()
• Rodina funkcí exec()
• Funkce popen()
  • Spouští proces asynchronně.
  • Návratová hodnota je roura pro komunikaci s procesem.
  • Může být pouze pro čtení nebo zápis, nikoliv obojí.
  • Po skončení musí být zavřeno pclose.

Vlákna

• Způsob jak proces může vykonávat paralelní činnosti zároveň.
• Zároveň všechna vlákna mezi sebou sdílí prostředky (např. paměť).
• Mnoho problémů -> souběh, uváznutí, atd.
• Knihovna pthread.

Make, CMake

Make

• Nástroj na automatizaci sestavení.
• Popis se ukládá do Makefile.
• Rekurzivní pravidla pro vystavění stromu závislostí, který následně projde a nad každým cílem vykoná požadovanou akci
• Základním syntax je pravidlo target: source1 source2
  • target cíl, typicky produkovaný soubor
  • source1 source2 zdrojové soubory, může jít o soubory vytvořené jiným pravidlem.
• Akce se nad cílem vykoná, pokud:
  • cíl neexistuje a je potřeba jej vytvořit,
  • libovolný ze zdrojových souborů byl upraven po vytvoření cíle.
  • cíl je phony, tedy neprodukuje žádný soubor.
• Spuštěním příkazu make se vyhledá soubor Makefile v lokálním adresáři.
• Pravidlo, které se začne vykonávat je první nalezené. (popř. zadané pravidlo make clean)
• Proměnné lze nastavit na jiné hodnoty při spustšní CC=clang make all
• make -j5 all - Pro zrychlení překladu lze použít přepínač -jN, překládá paralelně až N překladových jednotek. (doporučené N=<počet jader procesoru>+1)

Makefile

• používat pouze tabulátor!
• proměnné
  • VAR=value
  • $(VAR)
• zobecnění pravidel (v GNU Make): Speciální znak %. - %.o: %c - Ke každému pravidlu potom náleží speciální proměnné - $@ je jméno cíle. - $< ke první závislost - $ jsou všechny závislosti

Generáory

• make je silný nástroj, ale neřeší všechny problémy.
• Nezbytné závislosti popisovat ručně (popř. pomocí gcc -MM)
• Komplikovaná syntax a pro velké projekty nedostačuje.
• Je méně přenositelný a nemá přímou podporu pro ověření vlastností kompilátoru nebo existence knihoven.
• Pro větší projekty se používají nástroje, které umí Makefile vygenerovat.

Autotools

• Jeden z nejrozšířenějších nástrojů v UNIXovém světě.
• Tři nástroje:
  • Autoconf - vyhledávání externích závislostí
  • Automake - popis překladu (podadresáře, layout projektu)
  • Libtool - podpora pro tvorbu knihoven.
• Výsledkem je několik servisních souborů a jeden spustielný skript configure.
• Testuje OS pro potřebné závislosti.
• Při úspěchu vygeneruje Makefile.

CMake

• Základem je jeden soubor CMakeLists.txt, obsahuje popis projektu.
• Umí generovat Makefile, ale i jiné typy souborů, třeba pro VisualStudio, nebo Ninja build system.