Платформенно-независимый интерфейс POSIX

POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments) – плат-форменно независимый системный интерфейс для компьютерного окружения. Это стандарт IEEE, описывающий системные интерфейсы для открытых опера­ционных систем, в том числе оболочки, утилиты и инструментарии. Помимо этого, согласно POSIX, стандартизированными являются задачи обеспечения безопасности, задачи реального времени, процессы администрирования, сетевые функции и обработка транзакций. Стандарт базируется на UNIX-системах, но допускает реализацию и в других ОС.

POSIX возник как попытка всемирно известной организации IEEE2 пропаганди­ровать переносимость приложений в UNIX-средах путём разработки абстрактного, платформенно-независимого стандарта. Однако POSIX не ограничивается только UNIX-системами; существуют различные реализации этого стандарта в системах, которые соответствуют требованиям, предъявляемым стандартом IEEE Standard 1003.1-1990 (POSIX.1). Например, известная ОС реального времени QNX соответствует спецификациям этого стандарта, что облегчает перенос приложе­ний в эту систему, но UNIX-системой не является ни в каком виде, ибо её архи­тектура использует абсолютно иные принципы.

Этот стандарт подробно описывает VMS (virtual memory system, систему вирту­альной памяти), многозадачность (МРЕ, multiprocess executing) и технологию переноса операционных систем (CTOS). Таким образом, на самом деле POSIX представляет собой множество стандартов, именуемых POSIX.1 – POSIX.12.

Таблица 5.1. Семейство стандартов POSIX

В табл. 5.1 приведены основные направления, описываемые данными стандартами. Следует также особо отметить, что POSIX.1 предполагает язык С как основной язык описания системных функций API.

Таким образом, программы, написанные с соблюдением данных стандартов, будут одинаково выполняться на всех POSIX-совместимых системах. Однако стандарт в некоторых случаях носит лишь рекомендательный характер. Часть стандартов описана очень строго, тогда как другая часть только поверхностно раскрывает основные требования. Нередко программные системы заявляются как POSIX–совместимые, хотя таковыми их назвать нельзя. Причины кроются в формально­сти подхода к реализации POSIX-интерфейса в различных ОС. На рис. 5.1 изо­бражена типовая схема реализации строго соответствующего POSIX приложе­ния.

Рис.5.1. Приложения, строго соответствующие стандарту POSIX

Из рис.5.1 видно, что для взаимодействия с операционной системой программа использует только библиотеки POSIX.1 и стандартную библиотеку RTL языка С, в которой возможно использование лишь 110 различных функций, также описанных стандартом POSIX.1.

К сожалению, достаточно часто с целью увеличить производительность той или иной подсистемы либо из соображений введения фирменных технологий, кото­рые ограничивают использование приложения соответствующей операционной, средой, при программировании используются другие функции, не отвечающие стандарту POSIX.

Реализации POSIX API на уровне операционной системы различны. Если UNIX-системы в своём абсолютном большинстве изначально соответствуют специфи­кациям IEEE Standard 1003.1-1990, то WinAPI не является POSIX–совместимым. Однако для поддержки данного стандарта в операционной системе MS Windows NT введен специальный модуль поддержки POSIX API, работающий на уровне привилегий пользовательских процессов. Данный модуль обеспечивает конвертацию и передачу вызовов из пользовательской программы к ядру систе­мы и обратно, работая с ядром через WinAPI. Прочие, приложения, написанные с использованием WinAPI, могут передавать информацию POSIX-приложениям через стандартные механизмы потоков ввода/вывода (stdin, stdout) [97].