Храмцов П.Б. Открытые системы

Подождите немного. Документ загружается.

251

char sbuf [LINE_MAX];

printf ("Текущая языково-культурная среда:

подразумеваемая\n");

printf ("isalpha ('Б'): %d\n", isalpha ('Б'));

printf ("tolower ('Б'): '%c'\n", tolower ('Б'));

printf ("Результат преобразования в денежную

величину числа 1234.567\n");

if (strfmon (sbuf, sizeof (sbuf), "Международное

обозначение: %i\n", MY_VALUE) == -1) {

perror ("STRFMON");

return (1);

}

fputs (sbuf, stdout);

(void) strfmon (sbuf, sizeof (sbuf), "Местное

обозначение: %n\n", MY_VALUE);

fputs (sbuf, stdout);

(void) setlocale (LC_ALL, "");

printf ("Текущая языково-культурная среда: местная\n");

printf ("isalpha ('Б'): %d\n", isalpha ('Б'));

printf ("tolower ('Б'): '%c'\n", tolower ('Б'));

printf ("Результат преобразования в денежную

величину числа 1234.567\n");

(void) strfmon (sbuf, sizeof (sbuf),

"Международное обозначение: %i\n", MY_VALUE);

fputs (sbuf, stdout);

(void) strfmon (sbuf, sizeof (sbuf), "Местное

обозначение: %n\n", MY_VALUE);

fputs (sbuf, stdout);

(void) setlocale (LC_MONETARY, "ru_UA");

printf ("Категория LC_MONETARY переустановлена

для Украины\n");

printf ("Результат преобразования в денежную

величину числа 1234.567\n");

(void) strfmon (sbuf, sizeof (sbuf),

"Международное обозначение: %i\n", MY_VALUE);

fputs (sbuf, stdout);

(void) strfmon (sbuf, sizeof (sbuf), "Местное

обозначение: %n\n", MY_VALUE);

fputs (sbuf, stdout);

return 0;

}

Пример 13.14. Пример программы, работающей в нескольких

языково-культурных средах.

Текущая языково-культурная среда: подразумеваемая

isalpha ('Б'): 0

252

tolower ('Б'): 'Б'

Результат преобразования в денежную величину

числа 1234.567

Международное обозначение: 1234.57

Местное обозначение: 1234.57

Текущая языково-культурная среда: местная

isalpha ('Б'): 1024

tolower ('Б'): 'б'

Результат преобразования в денежную величину

числа 1234.567

Международное обозначение: 1 234.57 RUR

Местное обозначение: 1 234.57 руб

Категория LC_MONETARY переустановлена для

Украины

Результат преобразования в денежную величину

числа 1234.567

Международное обозначение: 1 234.57 UAH

Местное обозначение: 1 234.57 ГР

Пример 13.15. Текущая языково-культурная среда:

подразумеваемая

Если требуется получить детальную информацию обо всех

аспектах языково-культурной среды, можно воспользоваться функцией

nl_langinfo() (см. листинг 13.16

), отнесенной стандартом POSIX-2001 к

расширению XSI.

#include <langinfo.h>

char *nl_langinfo (nl_item item);

Пример 13.16. Описание функции nl_langinfo().

Аргументом функции nl_langinfo() могут служить именованные

константы, определенные в заголовочном файле <langinfo.h>. В общем и

целом они соответствуют описанным выше ключевым словам. В

качестве результата nl_langinfo() возвращает указатель на цепочку

символов, содержащую данные о выбранном элементе среды. Если в

текущей среде этот элемент отсутствует, выдаются данные для POSIX-

среды.

Пример программы, использующей функцию nl_langinfo(),

показан в листинге 13.17

, возможные результаты ее работы – в листинге

13.18.

#include <stdio.h>

#include <locale.h>

#include <langinfo.h>

#include <regex.h>

#include <limits.h>

int main (void) {

regex_t cere; /* Скомпилированные расширенные */

253

/* регулярные выражения */

regex_t ceren;

int reerrcode; /* Код ошибки от regcomp или */

/* regexec */

char reerrbuf [LINE_MAX]; /* Буфер для строк с */

/* сообщениями об ошибках */

char response [LINE_MAX]; /* Буфер для ответа */

/* пользователя */

printf ("Текущая языково-культурная среда:

подразумеваемая\n");

printf ("Элемент YESEXPR категории LC_MESSAGES:

%s\n", nl_langinfo (YESEXPR));

printf ("Элемент MON_1 категории LC_TIME: %s\n",

nl_langinfo (MON_1));

(void) setlocale (LC_ALL, "");

printf ("Текущая языково-культурная среда:

местная\n");

printf ("Элемент YESEXPR категории LC_MESSAGES:

%s\n", nl_langinfo (YESEXPR));

printf ("Элемент MON_1 категории LC_TIME: %s\n",

nl_langinfo (MON_1));

/* Скомпилируем расширенное регулярное */

/* выражение для утвердительного ответа */

if ((reerrcode = regcomp (&cere, nl_langinfo

(YESEXPR), REG_EXTENDED | REG_ICASE |

REG_NOSUB )) != 0) {

(void) regerror (reerrcode, &cere, reerrbuf,

sizeof (reerrbuf));

fputs (reerrbuf, stderr);

fputc ('\n', stderr);

regfree (&cere);

return (reerrcode);

}

/* То же для отрицательного ответа */

if ((reerrcode = regcomp (&ceren, nl_langinfo

(NOEXPR), REG_EXTENDED | REG_ICASE |

REG_NOSUB )) != 0) {

(void) regerror (reerrcode, &ceren, reerrbuf,

sizeof (reerrbuf));

fputs (reerrbuf, stderr);

fputc ('\n', stderr);

regfree (&ceren);

return (reerrcode);

}

254

fputs ("Вы поддерживаете идею стандартизации

программных интерфейсов? ", stdout);

fgets (response, sizeof (response), stdin);

if (regexec (&cere, response, 0, NULL, 0) == 0) {

fputs ("Ответ положительный\n", stdout);

} else if (regexec (&ceren, response, 0, NULL, 0) == 0) {

fputs ("Ответ отрицательный\n", stdout);

} else {

fputs ("Ответ уклончивый\n", stdout);

}

regfree (&cere);

regfree (&ceren);

return 0;

}

Пример 13.17. Пример программы, использующей функцию

nl_langinfo().

Текущая языково-культурная среда: подразумеваемая

Элемент YESEXPR категории LC_MESSAGES: ^[yY]

Элемент MON_1 категории LC_TIME: January

Текущая языково-культурная среда: местная

Элемент YESEXPR категории LC_MESSAGES: ^[ДдYy].*

Элемент MON_1 категории LC_TIME: Января

Вы поддерживаете идею стандартизации программных

интерфейсов? Да

Ответ положительный

Пример 13.18. Возможные результаты работы программы,

использующей функцию nl_langinfo().

К сожалению, обязательная часть стандарта POSIX-2001 содержит

лишь минимум средств для настройки на целевую среду выдаваемых

диагностических сообщений. По сути он сводится к функции strerror()

(см. листинг 13.19

), которая отображает номера (коды) ошибок в

сообщения, зависящие от языково-культурной среды, точнее, от

установки категории LC_MESSAGES.

#include <string.h>

char *strerror (int errnum);

Пример 13.19. Описание функции strerror().

Обычно в качестве аргумента этой функции используют errno, но

номера ошибок могут поступать и из произвольного источника.

В листинге 13.20

показан пример программы, выдающей

диагностические сообщения в разных средах и разными средствами – с

помощью функций perror() и strerror().

#include <stdio.h>

#include <locale.h>

#include <string.h>

#include <errno.h>

255

int main (void) {

fprintf (stderr, "Текущая языково-культурная

среда: подразумеваемая\n");

errno = 1;

perror ("PERROR, сообщение номер 1");

fprintf (stderr, "STRERROR, сообщение номер 1:

%s\n", strerror (1));

(void) setlocale (LC_ALL, "");

fprintf (stderr, "Текущая языково-культурная

среда: местная\n");

errno = 1;

perror ("PERROR, сообщение номер 1");

fprintf (stderr, "STRERROR, сообщение номер 1:

%s\n", strerror (1));

(void) setlocale (LC_MESSAGES, "ru_UA");

fprintf (stderr, "Категория LC_MESSAGES

переустановлена для Украины\n");

errno = 1;

perror ("PERROR, сообщение номер 1");

fprintf (stderr, "STRERROR, сообщение номер 1:

%s\n", strerror (1));

return 0;

}

Пример 13.20. Пример программы, выдающей

диагностические сообщения в разных языково-культурных средах и

разными средствами.

Средства для работы с каталогами сообщений

Развитые средства для работы с каталогами сообщений

(диагностических, информационных), выдаваемых приложениями,

вынесены в расширение XSI стандарта POSIX-2001. Идея этих средств

состоит в том, чтобы в интернационализированных программах

фигурировали не сами сообщения, а их идентификаторы в каталоге,

который для каждой языково-культурной среды может быть своим.

Стандарт не специфицирует формат каталогов сообщений, но

предлагает служебную программу gencat для их генерации по исходному

описанию:

gencat каталог файл_сообщений ...

Аргумент каталог задает маршрутное имя, под которым будет

сохранен результат генерации.

Исходное описание может состоять из нескольких файлов

сообщений, строки которых, помимо прочих, содержат следующие

директивы.

$set идентификатор_набора_сообщений комментарий

256

Задает идентификатор набора для дальнейших сообщений.

Идентификатором служит целое число в диапазоне [1, NL_SETMAX]. В

пределах одного исходного файла сообщений идентификаторы должны

задаваться в порядке возрастания. Подразумеваемым является набор

NL_SETD (см. <nl_types.h>).

идентификатор_сообщения текст_сообщения

Идентификатором сообщения (в пределах набора) служит целое

число в диапазоне [1, NL_MSGMAX]. В пределах одного набора

идентификаторы сообщений задаются в порядке возрастания. Длина

текста сообщения должна лежать в диапазоне [0, NL_TEXTMAX].

Отметим, что генерируемые каталоги сообщений могут иметь

двоичный формат и, следовательно, нуждаться в перегенерации при

переносе на другие системы. Иными словами, и здесь (как и везде в

стандарте POSIX) речь идет о мобильности на уровне исходных текстов.

В прикладной программе работа с каталогами сообщений

осуществляется посредством функций catopen(), catgets() и catclose() (см.

листинг 13.21

#include <nl_types.h>

nl_catd catopen (const char *name, int oflag);

char *catgets (nl_catd catd, int set_id,

int msg_id, const char *s);

int catclose (nl_catd catd);

Пример 13.21. Описание функций catopen(), catgets() и

catclose().

Функция catopen() открывает каталог сообщений и возвращает его

дескриптор. Когда цепочка символов, на которую указывает аргумент

name, содержит /, она трактуется как полное маршрутное имя. В

противном случае (если пренебречь деталями) используется маршрут,

зависящий от имени и реализации, а также от значения переменной

окружения LANG (если аргумент oflag равен нулю) или LC_MESSAGES

(если oflag равен NL_CAT_LOCALE).

К сожалению, рекомендации по расположению каталогов

сообщений на момент написания данного текста еще не были

выработаны. Стандарт POSIX-2001 ограничился замечанием о том, что

авторам приложений следует соблюдать осторожность, дабы избежать

конфликтов с другими приложениями и стандартными служебными

программами.

Дескриптор, выданный функцией catopen(), используется в вызове

catgets() для чтения сообщения под номером msg_id из набора с номером

set_id. Аргумент s указывает на подразумеваемую цепочку символов,

которая будет возвращена catgets() в качестве результата, если

запрошенное сообщение не удастся прочитать из каталога.

Функция catclose() закрывает каталог сообщений.

Заключение

257

Заключение

Один из общепринятых способов обеспечения мобильности ПО -

стандартизация окружения приложений: предоставляемых программных

интерфейсов, утилит и т.п. На уровне системных сервисов подобное

окружение описывает стандарт POSIX. Стандарт POSIX-2001 включает

в себя четыре части:

1. основные определения (общие для всех частей термины,

концепции и интерфейсы);

2. описание прикладного программного c-интерфейса к

системным сервисам;

3. описание интерфейса к системным сервисам на уровне

командного языка и служебных программ;

4. детальное разъяснение положений стандарта, обоснование

принятых решений.

Стандарт POSIX описывает множество базовых, системных

сервисов, необходимых для функционирования прикладных программ.

Доступ к ним предоставляется посредством интерфейса,

специфицированного для языка C, командного языка и

общеупотребительных служебных программ.

Основная цель стандарта POSIX - сделать приложения

мобильными на уровне исходного языка по отношению к смене

аппаратно-программной платформы. О мобильности выполнимых

программ и/или объектных файлов речь не идет.

POSIX нейтрален по отношению к системной архитектуре и

разрядности процессора. Это очень важный аспект мобильности

приложений.

Стандарт POSIX не ограничен рамками Unix-среды. Существуют и

другие операционные системы (например, системы реального времени),

предоставляющие необходимые сервисы и тем самым поддерживающие

выполнение POSIX-совместимых приложений. Можно утверждать, что

следование стандарту POSIX облегчает перенос приложений

практически на любую сколько-нибудь распространенную

операционную платформу.

В стандарте POSIX проведено разделение на обязательные и

дополнительные системные сервисы, причем обязательное ядро сделано

по возможности компактным. Для рассмотрения в данном курсе были

отобраны в основном обязательные возможности; другие (среди

которых выбирались давно устоявшиеся, присутствующие во многих

исторически сложившихся реализациях) привлекались только тогда,

когда явно не хватало функциональности для создания приложений.

Основная задача курса - рассмотрение приемов и методов

использования стандартизованных служебных программ и функций. Не

ставилась цель пересказать стандарт, осветив все тонкости реализации

ОС, все возможные коды ошибок и т.п. Главное, на наш взгляд,

258

прочувствовать дух стандарта, научиться мобильным образом

применять заложенные в нем возможности.

Предполагается, что читатель владеет языком C; мы не

рассматривали ни синтаксис, ни хрестоматийные библиотечные

функции этого языка. По отношению к стандартному командному языку

и его интерпретатору аналогичного предположения не делалось. Эта

тема изложена довольно подробно, хотя многие практикующие

программисты предпочитают пользоваться другими интерпретаторами.

Мы не противопоставляли программирование на уровне

командного языка и языка С. И то, и другое, порознь или совместно,

может служить адекватным инструментом реализации приложений.

Соответственно, рассматриваемые интерфейсы группировались по их

предметной направленности, а не по языку реализации.

Значительное место в курсе и по объему, и по роли отведено

примерам программ. Многие положения стандарта (связанные, скажем,

с обработкой ошибочных ситуаций) излагаются не в основном тексте, а

в этих примерах. По возможности они компилировались и выполнялись

на нескольких аппаратно-программных платформах, в той или иной

степени претендующих на соответствие стандарту POSIX. Тем не менее,

недосмотры, конечно, возможны. Мы будем признательны за все

замечания и предложения, относящиеся как к курсу в целом, так и к

отдельным примерам программ.

Важнейшим является понятие соответствия стандарту POSIX. У

него есть две стороны: соответствие реализации (операционной

системы) и соответствие приложения.

Реализация (операционная система), соответствующая стандарту

POSIX, должна поддерживать все обязательные служебные программы,

функции, заголовочные файлы с обеспечением специфицированного в

стандарте поведения.

Для приложений предусмотрено как строгое соответствие (его

главный отличительный признак - ограничение круга используемых

возможностей рамками стандарта), так и соответствие с использованием

расширений.

Профилем называется набор опций, описывающих необязательные

возможности. Соответствие профилю означает соответствие стандарту

POSIX и поддержку заданных возможностей. Разумным образом

выбранные профили позволяют учитывать потребности

представительных классов пользователей и/или приложений.

Допускается существование "подпрофилей", описывающих

подмножества стандартных возможностей. Реализация,

соответствующая подпрофилю, может функционировать на аппаратных

платформах с ограниченными ресурсами и/или обслуживать нужды

специфических приложений.

К числу важнейших принадлежат понятия, описывающие

поведение реализации в различных ситуациях. Для многих корректных

259

ситуаций поведение может быть неспецифицированным; это значит, что

мобильное приложение не должно полагаться на совпадение поведения

разных реализаций. Для некорректных ситуаций возможно

неопределенное поведение; приложение не только не должно полагаться

на определенный характер подобного поведения - оно не должно

совершать некорректных действий, вызывающих неопределенное

поведение.

Еще один близкий термин - "поведение, зависящее от реализации"

- дополнительно означает, что поведение реализации необходимо

документировать.

Стандарт POSIX в редакции от 2003 года - весьма обширный,

многогранный документ. Для настоящего курса были отобраны

следующие основные понятия операционных систем:

• пользователь;

• файл;

• процесс;

• терминал;

• хост;

• узел сети;

• время;

• языково-культурная среда.

За пределами рассмотрения оставлены такие важные и сложные

темы:

• средства разработки;

• средства реального времени;

• потоки управления;

• математические интерфейсы;

• пакетные сервисы;

• унаследованные интерфейсы.

В тексте стандарта POSIX можно найти следующие пояснения

рассматриваемых в курсе основных понятий вместе со ссылками на

атрибуты и операции.

1. У пользователя есть имя и числовой идентификатор.

2. Файл - объект, допускающий чтение и/или запись и

имеющий такие атрибуты, как права доступа и тип. В число типов

входят обычный файл, символьный и блочный специальные, канал,

символьная ссылка, сокет и каталог. Реализация может поддерживать и

другие типы файлов.

3. Процесс - адресное пространство вместе с выполняемыми в

нем потоками управления и необходимыми для этих потоков

системными ресурсами.

4. Терминал (или терминальное устройство) - символьный

специальный файл, подчиняющийся спецификациям общего

терминального интерфейса.

5. Сеть - совокупность взаимосвязанных хостов.

260

6. Языково-культурная среда - часть пользовательского

окружения, зависящая от языковых и культурных соглашений.

Основными операциями, применимыми к объектам ОС, являются

чтение, запись и выполнение. Механизм прав доступа позволяет

избирательно разрешать и запрещать выполнение подобных операций.

В posix-совместимых ОС определены объекты, которые можно

назвать вспомогательными; они помогают организовать взаимодействие

между основными сущностями. Особенно широк спектр средств

межпроцессного взаимодействия.