【POSIX】POSIX标准介绍

POSIX表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface of UNIX，缩写为 POSIX ），POSIX标准定义了操作系统应该为应用程序提供的接口标准。

20世纪60年代是大型、复杂操作系统盛行的年代，比如IBM的OS/360和Honeywell的Multics系统。OS/360是历史上最成功的软件项目之一，而 Multics虽然持续存在了多年，却从来没有被广泛应用过。贝尔实验室曾经是Multics项目的最初参与者，但是因为考虑到该项目的复杂性和缺乏进展而于1969年退出。鉴于Mutics项目不愉快的经历，一群贝尔实验室的研究人员Ken Thompson、 Dennis Ritchie、 Doug Mcllroy和 Joe Ossanna，从1969年开始在DEC PDP-7计算机上完全用机器语言编写了一个简单得多的操作系统。这个新系统中的很多思想，比如层次文件系统、作为用户级进程的 shell概念，都是来自于 Multics，只不过在一个更小、更简单的程序包里实现。1970年，Brian Kernighan给新系统命名为“Unix”，这也是一个双关语，暗指“Multics”的复杂性。1973年用C重新编写其内核，1974年，Unix开始正式对外发布。

贝尔实验室以慷慨的条件向学校提供源代码，所以Unix在大专院校里获得了很多支持并得以持续发展。最有影响的工作发生在20世纪70年代晚期到80年代早期，在美国加州大学伯克利分校，研究人员在一系列发布版本中增加了虚拟内存和Internet协议，称为Unix4.xBSD(Berkeley Software Distribution)。与此同时，贝尔实验室也在发布自己的版本，称为System V Unix。其他厂商的版本，比如Sun Microsystems的Solaris系统,则是从这些原始的BSD和System V版本中衍生而来。

20世纪80年代中期，Unix厂商试图通过加入新的、往往不兼容的特性来使它们的程序与众不同，麻烦也就随之而来了。为了阻止这种趋势，IEEE(电气和电子工程师协会)开始努力标准化Unix的开发，后来由 Richard Stallman命名为“Posix”。结果就得到了一系列的标准，称作Posix标准。这套标准涵盖了很多方面，比如Unix系统调用的C语言接口、shell程序和工具、线程及网络编程。最近，一个被称为“标准Unix规范”的独立标准化工作已经与Posix一起创建了统一的Unix系统标准。这些标准化工作的结果是Unix版本之间的差异已经基本消失。

　在 20 世纪 70~80 年代，AT&T 虽对 UNIX 的实际源代码进行了版权保护，但却鼓励在系统的接口和语言基础上进行标准化工作。例如，AT&T 发布了 SVID（System V Interface Definition，系统 V 接口定义），这成为了 POSIX 及其后续工作的基础。后来，UNIX 可以说相当优雅地适应了网络环境，虽不那么轻巧却也充分地适应了图形环境。再往后，开源运动的技术基础中集成了 UNIX 的基本内核接口和许多它独特的用户级工具。

　　POSIX 标准定义了操作系统应该为应用程序提供的接口标准，是 IEEE 为要在各种 UNIX 操作系统上运行的软件而定义的一系列 API 标准的总称，其正式称呼为 IEEE 1003，而国际标准名称为 ISO/IEC 9945。POSIX 标准意在期望获得源代码级别的软件可移植性。换句话说，为一个 POSIX 兼容的操作系统编写的程序，应该可以在任何其它的 POSIX 操作系统（即使是来自另一个厂商）上编译执行。

　　POSIX 并不局限于 UNIX。许多其它的操作系统，例如 DEC OpenVMS 支持 POSIX 标准，尤其是 IEEE Std. 1003.1-1990（1995 年修订）或 POSIX.1，POSIX.1 提供了源代码级别的 C 语言应用编程接口（API）给操作系统的服务程序，例如读写文件。POSIX.1 已经被国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）所接受，被命名为 ISO/IEC 9945-1:1990 标准。

　　POSIX.1 仅规定了系统服务应用程序编程接口（API），仅概况了基本的系统服务标准。因此工作组期望对系统的其他功能也制定出标准。这样，IEEE POSIX 的工作就开始展开了。刚开始有十个批准的计划在进行，有近 300 多人参加每季度为期一周的会议。着手的工作由命令与工作标准（POSIX.2）、测试方法标准（POSIX.3）、实时 API（POSIX.4）等。到了 1990 年上半年已经有 25 个计划在进行，并且有 16 个工作组参与了进来。与此同时，还有一些组织也在指定类似的标准，如 X/Open、AT&T、OSF 等。

　　在上世纪 90 年代初，POSIX 标准的制定正处于最后投票敲定阶段。也就是 1991~1993 年间，Linux 刚刚起步的时候，这个 UNIX 标准为 Linux 提供了极为重要的信息，使得 Linux 能够在标准的指导下进行开发，并能够与绝大多数 UNIX 操作系统兼容。在最初的 Linux 内核源码（0.01版、0.11版）中就已经为 Linux 系统与 POSIX 标准的兼容做好了准备工作。在 Linux 0.01 版内核 /include/unistd.h 文件中就已经定义了几个有关 POSIX 标准要求的符号常数，而且 Linus 在注释中已写道：“OK，这也许是个玩笑，但我正在着手研究它呢”。

简单总结：

  完成同一功能，不同内核提供的系统调用（也就是一个函数）是不同的，例如创建进程，linux下是fork函数，windows下是creatprocess函数。好，我现在在linux下写一个程序，用到fork函数，那么这个程序该怎么往windows上移植？我需要把源代码里的fork通通改成creatprocess，然后重新编译！

  posix标准的出现就是为了解决这个问题。linux和windows都要实现基本的posix标准，linux把fork函数封装成posix_fork（随便说的），windows把creatprocess函数也封装成posix_fork，都声明在unistd.h里。

这样，程序员编写普通应用时候，只用包含unistd.h，调用posix_fork函数，程序就在源代码级别可移植了。