სტანდარტული C ბიბლიოთეკის Cosmopolitan 2.0 გამოშვება, შემუშავებული პორტატული შესრულებადი ფაილებისთვის

გამოვიდა პროექტი Cosmopolitan 2.0, რომელიც ავითარებს სტანდარტულ C ბიბლიოთეკას და უნივერსალურ შესრულებად ფაილს, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია პროგრამების სხვადასხვა ოპერაციულ სისტემაზე გასავრცელებლად ინტერპრეტატორების ან ვირტუალური მანქანების საჭიროების გარეშე. GCC-სა და Clang-თან კომპილაცია იწვევს სტატიკურად დაკავშირებულ უნივერსალურ შესრულებად ფაილს, რომლის გაშვებაც ნებისმიერ დისტრიბუციაზეა შესაძლებელი. Linux, macOS, Windows, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD და BIOS-ზე წვდომაც კი. პროექტის კოდი გავრცელებულია ISC ლიცენზიით (MIT/BSD ლიცენზიის გამარტივებული ვერსია).

უნივერსალური შესრულებადი ფაილების ფორმირების კონტეინერი დაფუძნებულია სხვადასხვა ოპერაციული სისტემისთვის სპეციფიკური სეგმენტებისა და სათაურების (PE, ELF, MACHO, OPENBSD) ერთ ფაილში გაერთიანებაზე, Unix-ში გამოყენებული რამდენიმე სხვადასხვა ფორმატის გაერთიანებაზე. Windows и macOSიმის უზრუნველსაყოფად, რომ ერთი შესრულებადი ფაილის გაშვება შესაძლებელია Windows და Unix სისტემები იყენებენ ფაილის კოდირებასთან დაკავშირებულ ხრიკს Windows PE, როგორც shell სკრიპტი, Thompson Shell-ში "#!" სკრიპტის მარკერის არარსებობის გამოყენებით. პროგრამების შესაქმნელად, რომლებიც მოიცავს მრავალ ფაილს (ყველა რესურსის გაერთიანება ერთ ფაილში), შესრულებადი ფაილი შეიძლება შეიქმნას სპეციალურად ფორმატირებული ZIP არქივის სახით. შემოთავაზებული ფორმატი (მაგალითად: hello.com აპლიკაცია):

MZqFpD=' BIOS BOOT SECTOR' exec 7 $(command -v $0) printf '\177ELF...LINKER-ENCODED-FREEBSD-HEADER' >&7 exec "$0" "$@" exec qemu-x86_64 "$0" "$@" exit 1 REAL MODE... ELF სეგმენტები... OPENBSD შენიშვნა... MACHO სათაურები... კოდი და მონაცემები... ZIP დირექტორია...

ფაილის დასაწყისში მითითებულია წარწერა „MZqFpD“, რომელიც აღიქმება ფორმატის სათაურად. Windows PE. ეს თანმიმდევრობა ასევე დეკოდირდება ინსტრუქციად „pop %r10 ; jno 0x4a ; jo 0x4a“, ხოლო სტრიქონი „\177ELF“ ინსტრუქციად „jg 0x47“, რომლებიც გამოიყენება შესვლის წერტილზე გადამისამართებისთვის. Unix სისტემებზე, shell კოდი სრულდება exec ბრძანების გამოყენებით, შესრულებადი კოდის უსახელო მილის მეშვეობით გადაცემით. შემოთავაზებული მეთოდის შეზღუდვა ის არის, რომ მისი გაშვება შესაძლებელია მხოლოდ Unix-ის მსგავს ოპერაციულ სისტემებზე, რომლებიც იყენებენ shell-ებს, რომლებიც მხარს უჭერენ Thompson Shell თავსებადობის რეჟიმს.

qemu-x86_64 გამოძახება გათვალისწინებულია დამატებითი პორტაბელურობისთვის და საშუალებას აძლევს x86_64 არქიტექტურისთვის კომპილირებულ კოდს გაუშვას არა-x86 პლატფორმებზე, როგორიცაა Raspberry Pi დაფები და Apple მოწყობილობები, რომლებიც აღჭურვილია ARM პროცესორებით. პროექტი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დამოუკიდებელი აპლიკაციების შესაქმნელად, რომლებიც მუშაობენ ოპერაციული სისტემის გარეშე (შიშველი ლითონის). ასეთ აპლიკაციებში, შესრულებად ფაილს მიმაგრებულია ჩამტვირთავი და პროგრამა მოქმედებს როგორც ჩამტვირთავი ოპერაციული სისტემა.

პროექტის მიერ შემუშავებული libc სტანდარტული C ბიბლიოთეკა 2024 ფუნქციას გვთავაზობს (პირველ ვერსიას დაახლოებით 1400 ფუნქცია ჰქონდა). შესრულების თვალსაზრისით, Cosmopolitan ისეთივე სწრაფია, როგორც glibc და მნიშვნელოვნად უფრო სწრაფი, ვიდრე MUSL და Newlib, მიუხედავად იმისა, რომ Cosmopolitan-ის კოდის ზომა glibc-ზე გაცილებით მცირეა და დაახლოებით MUSL-ისა და Newlib-ის ტოლია. ხშირად გამოძახებული ფუნქციების, როგორიცაა memcpy და strlen, ოპტიმიზაციისთვის დამატებით გამოიყენება „გადასვლის“ ტექნიკა. ეს ტექნიკა ფუნქციების გამოძახებისთვის მაკრო შეფუთვას იყენებს, რაც კომპილატორს აწვდის ინფორმაციას კოდის შესრულების დროს გამოყენებული CPU რეგისტრების შესახებ. ეს ზოგავს რესურსებს და ამავდროულად ინარჩუნებს CPU-ს მდგომარეობას მხოლოდ ცვალებადი რეგისტრების შენახვით.

ახალ გამოშვებაში ცვლილებებს შორის:

• შეიცვალა zip ფაილში შიდა რესურსებზე წვდომის წესი (ფაილების გახსნისას, zip:.. პრეფიქსით წვდომის ნაცვლად, ახლა გამოიყენება ჩვეულებრივი გზები /zip/…). ანალოგიურად, დისკებზე წვდომა Windows დანერგილია ისეთი გზების გამოყენების შესაძლებლობა, როგორიცაა „/c/...“ „C:/...“-ის ნაცვლად.
• შემოთავაზებულია ახალი APE (Actually Portable Executable) ჩამტვირთავი, რომელიც განსაზღვრავს უნივერსალური შესრულებადი ფაილის ფორმატს. ახალი ჩამტვირთავი იყენებს mmap-ს მეხსიერებაში პროგრამების გასანაწილებლად და აღარ ცვლის მათ შინაარსს მომენტალურად. საჭიროების შემთხვევაში, უნივერსალური შესრულებადი ფაილი შეიძლება გარდაიქმნას სტანდარტულ შესრულებად ფაილებად, რომლებიც სპეციფიკურია კონკრეტული პლატფორმებისთვის.
• პლატფორმაზე Linux APE პროგრამების გასაშვებად binfmt_misc ბირთვის მოდულის გამოყენების შესაძლებლობა დანერგილია. აღსანიშნავია, რომ binfmt_misc-ის გამოყენება ყველაზე სწრაფი გაშვების მეთოდია.
• იყიდება Linux შემოთავაზებულია OpenBSD პროექტის მიერ შემუშავებული pledge() და unveil() სისტემური ზარების იმპლემენტაცია. გათვალისწინებულია API ამ ზარების C, C++, Python და Redbean პროგრამებში გამოსაყენებლად, ასევე pledge.com პროგრამა თვითნებური პროცესების იზოლირებისთვის.
• ბილდი იყენებს Landlock Make-ს, GNU Make-ის ვერსიას უფრო მკაცრი დამოკიდებულების შემოწმებით და Landlock სისტემურ გამოძახებას, რათა პროგრამა სისტემის დანარჩენი ნაწილისგან იზოლირებული იყოს და ქეშირების ეფექტურობა გაუმჯობესდეს. ოფციის სახით ასევე ხელმისაწვდომია ჩვეულებრივი GNU Make-ის გამოყენებით ბილდინგის შესაძლებლობები.
• დანერგილია მრავალძაფიანი ფუნქციები _spawn() და _join(), რომლებიც უზრუნველყოფენ უნივერსალურ შეფუთვებს ოპერაციული სისტემის სპეციფიკური API-ებისთვის. ასევე მიმდინარეობს მუშაობა POSIX Threads-ის მხარდაჭერის დანერგვაზე.
• _Thread_local საკვანძო სიტყვა შემოღებულ იქნა თითოეული ნაკადის შენახვის ჩასართავად (TLS, Thread-Local Storage). ნაგულისხმევად, C გაშვების დრო ინიციალიზაციას უკეთებს TLS-ს მთავარი ნაკადისთვის, რამაც გაზარდა შესრულებადი ფაილის მინიმალური ზომა 12-დან 16 კბ-მდე.
• დაემატა შესრულებადი ფაილებისთვის „-ftrace“ და „-strace“ პარამეტრების მხარდაჭერა, რათა stderr-ში დაიბეჭდოს ინფორმაცია ყველა ფუნქციისა და სისტემური ზარის შესახებ.
• დაემატა closefrom() სისტემური ზარის მხარდაჭერა, მხარდაჭერილია Linux 5.9+, FreeBSD 8+ და OpenBSD.
• პლატფორმაზე Linux clock_gettime და gettimeofday ზარების შესრულება 10-ჯერ გაიზარდა vDSO (ვირტუალური დინამიური გაზიარებული ობიექტი) მექანიზმის გამოყენებით, რაც შესაძლებელს ხდის სისტემური ზარის დამმუშავებლის მომხმარებლის სივრცეში გადატანას და კონტექსტური გადართვის თავიდან აცილებას.
• კომპლექსურ რიცხვებთან მუშაობის მათემატიკური ფუნქციები Musl ბიბლიოთეკიდან გადატანილია. გაუმჯობესდა მრავალი მათემატიკური ფუნქციის შესრულება.
• nointernet() ფუნქცია შემოთავაზებულია ქსელური შესაძლებლობების გამოსართავად.
• სტრიქონების ეფექტურად დასამატებლად დაემატა ახალი ფუნქციები: appendd, appendf, appendr, appends, appendw, appendz, kappendf, kvappendf და vappendf.
• დაემატა kprintf() ფუნქციების ოჯახის უსაფრთხო ვარიანტი, რომელიც შექმნილია ამაღლებული პრივილეგიებით გასაშვებად.
• მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებული იმპლემენტაციების შესრულება SSL, SHA, curve25519 და RSA.

წყარო: opennet.ru