Блог

• поделиться

Существует важное отличие между ОС общего назначения и встраиваемыми ОС, несмотря на то , что они решают сходные задачи. ОС общего назначения обычно используется как платформа для разнообразных прикладных программ. С точки зрения разработчика такой ОС важно поддерживать неизменный набор предоставляемых функций и сервисов, с целью добиться совместимости со всеми существующими приложениями, а также совместимости версий ОС между собой. Напротив, встраиваемая ОС часто используется как конфигурируемый каркас для приложения (или приложений), используемых в данной конкретной встраиваемой системе и не должна содержать ничего лишнего. Кроме того, к ней гораздо более мягкие требования по части совместимости. Иными словами, если в мире прикладного ПО для персональных ПК приложения обычно пишутся «для ОС», то в вире встраивамого ПО дело обстоит с точностью до наоборот: ОС должна быть сконфигурирована под конкретное приложение, поэтому вопрос конфигурируемости особенно актуален именно для встраиваемых ОС. Поскольку в настоящее время С является основным языком для системного программирования, на конфигурируемость последних часто оказывают влияние ограничения, связанные с языком. В результате, в настоящее время существует множество операционных систем, область применения которых ограничена определенным классом встраиваемых систем (для контроллеров, для индустриальных компьютеров, для однопроцессорных / многопроцессорных систем и т.д.), хотя механизмы и алгоритмы, лежащие в основе ОС идентичны как для «маленьких» так и для «больших» ОС. В данной работе исследуется возможность использования внедрения зависимостей, для улучшения возможностей конфигурирования ОС и частичного устранения ограничений, накладываемых языком С в контексте разработки встраиваемых операционных систем.

• поделиться

Одной из основных проблем разработки ПО является проблема повторного использования кода. Обычно ее решают путем разбиения программ на бинарные модули или библиотеки, которые могут быть использованы повторно, так как широко используемый, в настоящее время, в системном программировании язык С имеет ограниченные возможности для создания программных компонентов уровня исходных текстов. В частности, затруднено использование немодицифированных исходных текстов из-за их привязки к структуре директорий (относительно которых осуществляется включение заголовочных файлов), к именам включаемых файлов, а также из-за независимости исходных текстов от системы сборки. Если модульность реализована с помощью библиотек, это накладывает ограничения на возможности конфигурирования: оно не может касаться уже скомпилированного кода библиотеки. Если же есть ее исходные тексты, то снова возникает проблема с их использованием в другом проекте без модификаций. В настоящей работе предлагаются методы, позволяющие создавать программные модули уровня исходных текстов (программные компоненты) на языке С, которые могут быть повторно использования без внесения в них каких-либо изменений, а также методы, позволяющие выделять в модулях т.н. сквозную функциональность. При этом используется стандартный инструментарий и синтаксис.

• поделиться

В программировании довольно часто возникает ситуация, когда требуется привязать к коду некоторые утверждения «о коде», которые сами по себе выполняемым кодом не являются. Высокоуровневые языки, C# или Java, содержат концепцию т.н. метаданных, атрибутов или аннотаций, которые и являются встроенным средством, для записи подобного рода информации внутри файлов исходных текстов. Широко используемые сегодня в системном программировании языки С/C++ имеют ограниченные возможности для описания аннотаций или метаданных, хотя нуждаются в них не менее, а может быть даже и более, чем вышеупомянутые высокоуровневые языки, главным образом потому, что при программировании следует учитывать особенности нижележащей аппаратуры. Например, иногда возникает необходимость в явном указании выравнивания структур, особенностей их расположения в памяти, ограничения при использовании функций и многое другое. В настоящее время, большинство из этих проблем решаются нестандартными методами (с помощью нестандартных расширений компилятора) либо хранятся отдельно от кода в каких-то внешних файлах настроек или файлах сборки (например, явное задание каких-то параметров в виде ключей компилятора, которые записываются для определенных файлов внутри makefile). В некоторых случаях, подобная метаинформация, которая логически неразрывно связана с содержимым файла, и вовсе в явном виде нигде не присутствует, а просто записывается в readme.txt (примеры – требуемые внешние константы, требования к расположению определенных функций по определенному адресу и т.п.).Обсуждаемый сейчас новый стандарт С++14 предполагает введение новых синтаксических конструкций для атрибутов, однако это не сможет решить вышеописанные проблемы, поскольку набор самих атрибутов остается фиксированным и определенным в самом языке (то есть пользователь не может определять свои собственные атрибуты, как это можно делать в Java/C#).В настоящей статье предлагаются методы, основанные на открытых форматах и стандартах, позволяющие ввести пользовательские метаданные или атрибуты в текст программ на С/C++, также рассмотрен тесно связанный с этим вопрос модульности на уровне исходных текстов в языке С. Созданные таким образом модули могут быть повторно использованы без внесения в них каких-либо изменений. При этом используется стандартный инструментарий для компиляции.