{"id":104906,"date":"2022-08-21T15:36:41","date_gmt":"2022-08-21T13:36:41","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/vypusk-standartnoj-si-biblioteki-cosmopolitan-2-0-razvivaemoj-dlya-perenosimyh-ispolnyaemyh-fajlov"},"modified":"2022-08-21T15:36:41","modified_gmt":"2022-08-21T13:36:41","slug":"vypusk-standartnoj-si-biblioteki-cosmopolitan-2-0-razvivaemoj-dlya-perenosimyh-ispolnyaemyh-fajlov","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/vypusk-standartnoj-si-biblioteki-cosmopolitan-2-0-razvivaemoj-dlya-perenosimyh-ispolnyaemyh-fajlov","title":{"rendered":"Die Ver\u00f6ffentlichung der Standard-C-Bibliothek Cosmopolitan 2.0, die f\u00fcr portable ausf\u00fchrbare Dateien entwickelt wird.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Die Ver\u00f6ffentlichung des Projekts Cosmopolitan 2.0 wurde herausgegeben, das eine standardisierte C-Bibliothek und ein universelles Format f\u00fcr ausf\u00fchrbare Dateien entwickelt, das zur Verbreitung von Software f\u00fcr verschiedene Betriebssysteme ohne Interpreter und virtuelle Maschinen verwendet werden kann. Das mit GCC und Clang kompilierte Ergebnis wird in eine statisch bindbare, universelle ausf\u00fchrbare Datei integriert, die auf jedem Linux-Distribution, macOS, Windows, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD und sogar \u00fcber das BIOS aufgerufen werden kann. Der Quellcode des Projekts steht unter der ISC-Lizenz (eine vereinfachte Version von MIT\/BSD). <\/p>\n
Der Container f\u00fcr die Erstellung universeller ausf\u00fchrbarer Dateien basiert auf der Kombination von betriebssystemspezifischen Segmenten und Headern (PE, ELF, MACHO, OPENBSD) in einer einzigen Datei. Er kombiniert mehrere verschiedene Formate, die in Unix, Windows und macOS verwendet werden. Um die Ausf\u00fchrung einer einzigen ausf\u00fchrbaren Datei sowohl in Windows- als auch in Unix-Systemen zu erm\u00f6glichen, wird ein Trick verwendet, bei dem Windows PE-Dateien als Shell-Skripte kodiert werden, da die Thompson-Shell keinen Skriptmarker «#!» nutzt. F\u00fcr die Erstellung von Programmen, die mehrere Dateien umfassen (Kombinierung aller Ressourcen in einer Datei), unterst\u00fctzt das Format die Erstellung ausf\u00fchrbarer Dateien als speziell formatierte ZIP-Archive. Schema des vorgeschlagenen Formats (Beispielanwendung hello.com): <\/p>\n
Zu Beginn der Datei wird das Tag «MZqFpD» angegeben, das als Header des Windows PE-Formats interpretiert wird. Diese Sequenz wird ebenfalls in die Anweisung «pop %r10 ; jno 0x4a ; jo 0x4a» dekodiert, w\u00e4hrend die Zeichenfolge «\177ELF» in die Anweisung «jg 0x47» umgewandelt wird, die zum Sprung zum Einstiegspunkt verwendet wird. In Unix-Systemen wird ein Shell-Code ausgef\u00fchrt, der den exec-Befehl nutzt und den ausf\u00fchrbaren Code \u00fcber eine anonyme Pipe \u00fcbertr\u00e4gt. Eine Einschr\u00e4nkung der vorgeschlagenen Methode besteht darin, dass sie unter Unix-\u00e4hnlichen Betriebssystemen nur mit Shells ausgef\u00fchrt werden kann, die den Kompatibilit\u00e4tsmodus mit der Thompson-Shell unterst\u00fctzen. <\/p>\n
Der Aufruf von qemu-x86_64 ist vorgesehen, um zus\u00e4tzliche Portabilit\u00e4t zu gew\u00e4hrleisten und erm\u00f6glicht die Ausf\u00fchrung von f\u00fcr die Architektur x86_64 kompiliertem Code auf Plattformen, die sich von x86 unterscheiden, wie z. B. Raspberry Pi-Boards und Apple-Ger\u00e4te mit ARM-Prozessoren. Das Projekt kann auch zur Erstellung selbsttragender Anwendungen verwendet werden, die ohne Betriebssystem (bare metal) laufen. In solchen Anwendungen wird dem ausf\u00fchrbaren Datei ein Bootloader angeh\u00e4ngt, w\u00e4hrend das Programm als bootf\u00e4higes Betriebssystem fungiert. <\/p>\n
In der entwickelten Standard-C-Bibliothek libc werden 2024 Funktionen angeboten (im ersten Release waren es etwa 1400 Funktionen). In Bezug auf die Leistung arbeitet Cosmopolitan ebenso schnell wie glibc und \u00fcbertrifft Musl und Newlib deutlich, w\u00e4hrend Cosmopolitan im Vergleich zu glibc um einen Faktor kleiner ist und in etwa der Gr\u00f6\u00dfe von Musl und Newlib entspricht. Um h\u00e4ufig aufgerufene Funktionen wie memcpy und strlen zu optimieren, wird zus\u00e4tzlich die Technik 'trickle-down performance' eingesetzt. Dabei kommt ein Wrapper-Makro zum Einsatz, das den Compiler \u00fcber die im Ausf\u00fchrungsprozess verwendeten CPU-Register informiert, was Ressourcen spart, indem nur die ver\u00e4nderlichen Register gespeichert werden. <\/p>\n
Zu den \u00c4nderungen in der neuen Version geh\u00f6ren: <\/p>\n
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Das Schema f\u00fcr den Zugriff auf interne Ressourcen innerhalb von ZIP-Dateien wurde ge\u00e4ndert (beim \u00d6ffnen von Dateien werden jetzt normale Pfade \/zip\/... anstelle von Zugriffspr\u00e4fixen wie zip:.. verwendet). \u00c4hnlich wird f\u00fcr den Zugriff auf Laufwerke in Windows die M\u00f6glichkeit geboten, Pfade im Format '\/c\/...' anstelle von 'C:\/...' zu verwenden.\n
Ein neuer APE-Loader (Actually Portable Executable) wurde vorgestellt, der das Format universeller ausf\u00fchrbarer Dateien definiert. Der neue Loader verwendet mmap, um das Programm im Speicher zu platzieren, und \u00e4ndert den Inhalt nicht mehr zur Laufzeit. Bei Bedarf kann die universelle ausf\u00fchrbare Datei in herk\u00f6mmliche ausf\u00fchrbare Dateien umgewandelt werden, die an bestimmte Plattformen gebunden sind.\n
Auf der Linux-Plattform wurde die Nutzung des Kernel-Moduls binfmt_misc zur Ausf\u00fchrung von APE-Programmen implementiert. Es wird festgestellt, dass die Verwendung von binfmt_misc die schnellste Methode zur Ausf\u00fchrung ist.\n
F\u00fcr Linux wurde die Funktionalit\u00e4t der Systemaufrufe pledge() und unveil(), die im OpenBSD-Projekt entwickelt werden, angeboten. Eine API zur Nutzung dieser Aufrufe in Programmen in den Programmiersprachen C, C++, Python und Redbean sowie ein Tool pledge.com zur Isolation beliebiger Prozesse wird bereitgestellt.\n
F\u00fcr den Build-Prozess wird das Tool Landlock Make verwendet \u2013 eine GNU Make-Edition mit strengeren Abh\u00e4ngigkeitspr\u00fcfungen sowie dem Einsatz des Systemaufrufs Landlock, um die Anwendung von der restlichen Umgebung zu isolieren und die Cache-Effizienz zu steigern. Optional bleibt die M\u00f6glichkeit, auch mit dem herk\u00f6mmlichen GNU Make zu bauen.\n
Es wurden Funktionen f\u00fcr Multithreading implementiert \u2013 _spawn() und _join(), die als allgemeine Wrapper f\u00fcr die betriebssystemspezifischen APIs dienen. Zudem wird an der Unterst\u00fctzung von POSIX-Threads gearbeitet.\n
Es besteht die M\u00f6glichkeit, das Schl\u00fcsselwort _Thread_local zu verwenden, um thread-spezifische Speicher (TLS, Thread-Local Storage) zu nutzen. Standardm\u00e4\u00dfig initialisiert die C-Laufzeitumgebung TLS f\u00fcr den Hauptthread, was die minimale Gr\u00f6\u00dfe der ausf\u00fchrbaren Datei von 12 auf 16 KB erh\u00f6ht hat.\n
Den ausf\u00fchrbaren Dateien wurden die Optionen \"--ftrace\" und \"--strace\" hinzugef\u00fcgt, um in stderr Informationen zu allen Funktionsaufrufen und Systemaufrufen auszugeben.\n
Die Unterst\u00fctzung f\u00fcr den Systemaufruf closefrom() wurde hinzugef\u00fcgt, der in Linux 5.9+, FreeBSD 8+ und OpenBSD verf\u00fcgbar ist.\n
Auf der Linux-Plattform wurde die Leistung von clock_gettime- und gettimeofday-Aufrufen um bis zu das Zehnfache verbessert, indem der Mechanismus vDSO (virtual dynamic shared object) verwendet wird, der es erm\u00f6glicht, den Systemaufruf-Handler in den Benutzerspeicher zu verlagern und Kontextwechsel zu vermeiden.\n
Mathematische Funktionen f\u00fcr die Arbeit mit komplexen Zahlen wurden aus der Musl-Bibliothek \u00fcbertragen. Viele mathematische Funktionen wurden beschleunigt.\n
Die Funktion nointernet() wurde eingef\u00fchrt, um die Netzwerkf\u00e4higkeiten zu deaktivieren.\n
Neue Funktionen f\u00fcr das effiziente Anf\u00fcgen von Strings wurden hinzugef\u00fcgt: appendd, appendf, appendr, appends, appendw, appendz, kappendf, kvappendf und vappendf.\n
Eine sichere Variante der kprintf()-Funktionsfamilie wurde hinzugef\u00fcgt, die f\u00fcr die Ausf\u00fchrung mit erh\u00f6hten Rechten konzipiert ist.\n