{"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\/pl\/blog\/news\/vypusk-standartnoj-si-biblioteki-cosmopolitan-2-0-razvivaemoj-dlya-perenosimyh-ispolnyaemyh-fajlov","title":{"rendered":"Wydanie standardowej biblioteki C Cosmopolitan 2.0, rozwijanej dla przeno\u015bnych plik\u00f3w wykonywalnych","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Opublikowano wydanie projektu Cosmopolitan 2.0, rozwijaj\u0105cego standardow\u0105 bibliotek\u0119 C i uniwersalny format plik\u00f3w wykonywalnych, kt\u00f3ry mo\u017cna wykorzysta\u0107 do dystrybucji program\u00f3w dla r\u00f3\u017cnych system\u00f3w operacyjnych bez u\u017cycia interpreter\u00f3w i maszyn wirtualnych. Wynik uzyskany dzi\u0119ki kompilacji w GCC i Clang jest \u0142\u0105czony w statycznie \u0142\u0105czony uniwersalny plik wykonywalny, kt\u00f3ry nadaje si\u0119 do uruchomienia w dowolnej dystrybucji Linux, macOS, Windows, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, a nawet mo\u017cna go wywo\u0142a\u0107 z BIOS-u. Kod projektu jest dystrybuowany na licencji ISC (uproszczona wersja MIT\/BSD). <\/p>\n
Kontener do tworzenia uniwersalnych plik\u00f3w wykonywalnych oparty jest na po\u0142\u0105czeniu specyficznych segment\u00f3w i nag\u0142\u00f3wk\u00f3w dla r\u00f3\u017cnych system\u00f3w operacyjnych (PE, ELF, MACHO, OPENBSD) w jednym pliku, kombinuj\u0105c w nim kilka r\u00f3\u017cnych format\u00f3w stosowanych w Unix, Windows i macOS. Aby umo\u017cliwi\u0107 uruchomienie jednego pliku wykonywalnego w systemach Windows i Unix, zastosowano sztuczk\u0119 zwi\u0105zan\u0105 z kodowaniem plik\u00f3w Windows PE w postaci skryptu pow\u0142oki, korzystaj\u0105c z faktu, \u017ce Thompson Shell nie u\u017cywa znacznika skrypt\u00f3w \u00ab#!\u00bb. Do tworzenia program\u00f3w, kt\u00f3re zawieraj\u0105 wiele plik\u00f3w (komponowanie wszystkich zasob\u00f3w w jeden plik), wspierane jest generowanie pliku wykonywalnego w postaci specjalnie przygotowanego archiwum ZIP. Schemat proponowanego formatu (przyk\u0142ad aplikacji hello.com): <\/p>\n
Na pocz\u0105tku pliku podawana jest etykieta \u00abMZqFpD\u00bb, kt\u00f3ra jest interpretowana jako nag\u0142\u00f3wek formatu Windows PE. Ta sekwencja jest r\u00f3wnie\u017c dekodowana w instrukcj\u0119 \u00abpop %r10 ; jno 0x4a ; jo 0x4a\u00bb, a ci\u0105g \u00abELF\u00bb w instrukcj\u0119 \u00abjg 0x47\u00bb, kt\u00f3re s\u0105 stosowane do przekierowania do punktu wej\u015bcia. W systemach Unix wykonywany jest kod pow\u0142oki, w kt\u00f3rym u\u017cywana jest komenda exec z przekazaniem kodu wykonywalnego przez nieopro\u015bny kana\u0142. Ograniczeniem proponowanej metody jest mo\u017cliwo\u015b\u0107 uruchamiania w systemach operacyjnych podobnych do Unix tylko przy u\u017cyciu pow\u0142ok, kt\u00f3re wspieraj\u0105 tryb kompatybilno\u015bci z Thompson Shell. <\/p>\n
Wywo\u0142anie qemu-x86_64 jest przewidziane do realizacji dodatkowej przeno\u015bno\u015bci i pozwala na uruchomienie skompilowanego kodu dla architektury x86_64 na platformach innych ni\u017c x86, takich jak p\u0142yty Raspberry Pi i urz\u0105dzenia Apple z procesorami ARM. Projekt mo\u017ce by\u0107 r\u00f3wnie\u017c u\u017cywany do tworzenia autonomicznych aplikacji dzia\u0142aj\u0105cych bez systemu operacyjnego (bare metal). W takich aplikacjach do pliku wykonywalnego do\u0142\u0105czany jest loader, a program dzia\u0142a jako \u0142adowany system operacyjny. <\/p>\n
W rozwijanej przez projekt standardowej bibliotece C libc zaproponowano 2024 funkcje (w pierwszym wydaniu by\u0142o oko\u0142o 1400 funkcji). Wydajno\u015b\u0107 Cosmopolitan jest por\u00f3wnywalna z glibc i znacz\u0105co wyprzedza Musl oraz Newlib, przy czym Cosmopolitan jest o rz\u0105d mniejsza od glibc i w przybli\u017ceniu odpowiada wielko\u015bci Musl i Newlib. Aby zoptymalizowa\u0107 cz\u0119sto wywo\u0142ywane funkcje takie jak memcpy i strlen, dodatkowo stosuje si\u0119 technik\u0119 \u00abtrickle-down performance\u00bb, w ramach kt\u00f3rej do wywo\u0142ania funkcji stosowany jest makro-opakowanie, w kt\u00f3rym kompilator jest informowany o u\u017cytych w procesie wykonania instrukcjach CPU, co pozwala na oszcz\u0119dzanie zasob\u00f3w przy zachowaniu stanu CPU dzi\u0119ki oszcz\u0119dzaniu jedynie zmiennych rejestr\u00f3w. <\/p>\n
W\u015br\u00f3d zmian w nowej wersji: <\/p>\n
\n
Zmieniono schemat dost\u0119pu do zasob\u00f3w wewn\u0119trznych w pliku zip (przy otwieraniu plik\u00f3w teraz u\u017cywane s\u0105 zwyk\u0142e \u015bcie\u017cki \/zip\/... zamiast prefiksu zip:..). Podobnie w przypadku dost\u0119pu do dysk\u00f3w w Windows wprowadzono mo\u017cliwo\u015b\u0107 korzystania ze \u015bcie\u017cek w formacie \u201e\/c\/...\u201d zamiast \u201eC:\/...\u201d\n
Zaproponowano nowy loader APE (Actually Portable Executable), kt\u00f3ry definiuje format uniwersalnych plik\u00f3w wykonywalnych. Nowy loader wykorzystuje mmap do umieszczania programu w pami\u0119ci i nie modyfikuje zawarto\u015bci w locie. W razie potrzeby uniwersalny plik wykonywalny mo\u017ce zosta\u0107 przekonwertowany na zwyk\u0142e pliki wykonywalne zwi\u0105zane z okre\u015blonymi platformami.\n
Na platformie Linux wdro\u017cono mo\u017cliwo\u015b\u0107 u\u017cycia modu\u0142u j\u0105dra binfmt_misc do uruchamiania program\u00f3w APE. Zauwa\u017cono, \u017ce u\u017cycie binfmt_misc jest najszybsz\u0105 metod\u0105 uruchamiania.\n
Dla system\u00f3w Linux wprowadzono implementacj\u0119 funkcji wywo\u0142a\u0144 systemowych pledge() i unveil(), rozwijanych przez projekt OpenBSD. Udost\u0119pniono API do wykorzystania tych wywo\u0142a\u0144 w programach napisanych w j\u0119zykach C, C++, Python oraz Redbean, a tak\u017ce narz\u0119dzie pledge.com do izolacji dowolnych proces\u00f3w.\n
Do budowy wykorzystano narz\u0119dzie Landlock Make \u2014 edycja GNU Make z bardziej rygorystyczn\u0105 kontrol\u0105 zale\u017cno\u015bci i u\u017cyciem wywo\u0142ania systemowego Landlock do izolacji programu od reszty systemu oraz zwi\u0119kszenia wydajno\u015bci pami\u0119ci podr\u0119cznej. Zachowano r\u00f3wnie\u017c opcj\u0119 budowy za pomoc\u0105 standardowego GNU Make.\n
Wdra\u017cane s\u0105 funkcje dla wielow\u0105tkowo\u015bci \u2014 _spawn() i _join(), kt\u00f3re stanowi\u0105 uniwersalne opakowania nad specyficznymi dla r\u00f3\u017cnych system\u00f3w operacyjnych API. Prace trwaj\u0105 r\u00f3wnie\u017c nad wprowadzeniem wsparcia dla w\u0105tk\u00f3w POSIX.\n
Udost\u0119pniono mo\u017cliwo\u015b\u0107 korzystania z kluczowego s\u0142owa _Thread_local do u\u017cycia oddzielnych dla ka\u017cdego w\u0105tku magazyn\u00f3w (TLS, Thread-Local Storage). Domy\u015blnie czas uruchamiania C inicjalizuje TLS dla g\u0142\u00f3wnego w\u0105tku, co spowodowa\u0142o wzrost minimalnego rozmiaru pliku wykonywalnego z 12 do 16 KB.\n
Do wykonywalnych plik\u00f3w dodano obs\u0142ug\u0119 parametr\u00f3w \u201e--ftrace\u201d oraz \u201e--strace\u201d do wypisywania w stderr informacji o wszystkich wywo\u0142aniach funkcji i systemowych.\n
Dodano wsparcie dla wywo\u0142ania systemowego closefrom(), wspieranego w Linux 5.9+, FreeBSD 8+ i OpenBSD.\n
Na platformie Linux do 10 razy zwi\u0119kszono wydajno\u015b\u0107 wywo\u0142a\u0144 clock_gettime i gettimeofday dzi\u0119ki zastosowaniu mechanizmu vDSO (virtual dynamic shared object), kt\u00f3ry umo\u017cliwia przeniesienie obs\u0142ugi wywo\u0142ania systemowego do przestrzeni u\u017cytkownika i unikanie prze\u0142\u0105czania kontekstu.\n
Z biblioteki Musl przeniesiono funkcje matematyczne do pracy z liczbami zespolonymi. Przyspieszono dzia\u0142anie wielu funkcji matematycznych.\n
Proponowana jest funkcja nointernet(), kt\u00f3ra wy\u0142\u0105cza mo\u017cliwo\u015bci sieciowe.\n
Dodano nowe funkcje do efektywnego do\u0142\u0105czania \u0142a\u0144cuch\u00f3w: appendd, appendf, appendr, appends, appendw, appendz, kappendf, kvappendf oraz vappendf.\n
Dodano zabezpieczon\u0105 wersj\u0119 rodziny funkcji kprintf(), przeznaczon\u0105 do dzia\u0142ania przy podwy\u017cszonych uprawnieniach.\n