內容： 移植規劃 開發環境 體系架構和系統特有的區別 結束語 參考資料 關于作者 對本文的評價 相關內容： 將企業應用程序從 UNIX 移植到 Linux 用 OProfile 徹底了解性能 從 Solaris 向 Linux on POWER 遷移指南 遷移專題：Linux 訂閱: developerWorks 時事通訊

Ajay Sood
資深軟件工程師, IBM Global Services, Bangalore, India
2005 年 5 月 30 日

Solaris 被認為是風格與 Linux™ 最為接近的一種 UNIX®，但是對于程序的遷移來說，它們在諸如內存映射、線程以及對自然語言的支持等領域還是有很大區別的。這個移植指南可以為您在計劃將程序移植到 Linux/x86 上時提供一些建議，并且幫助您理解開發環境和體系架構之間的區別。

在各種風格的 UNIX 中，Solaris 被認為與 Linux 的風格最為接近。因此在開始將大型的基于 Unix 的應用程序移植到 Linux 上之前，首先要從 Solaris 中挑選出那些依賴于操作系統的代碼。即便如此，在那些依賴于體系架構的領域、內存映射、線程或一些特殊的領域（例如系統管理和自然語言的支持），它們之間還是有差異的。

本文對這些差異進行了討論，并加以對比，從而能夠對您從運行在 32/64 位 SPARC 體系架構上的 Solaris 遷移到運行在 x86 體系架構上的 Linux 提供一些幫助。對于 Solaris 來說，這種討論是基于版本 8 及更新的版本的。對于 Linux 來說，這種討論著重于那些在基于 x86 處理器的服務器上可用的發行版本：SUSE LINUX Enterprise Server 9 和 Red Hat Enterprise Linux AS V3 或 V4。

本文內容包括：

• 移植規劃
• 開發環境（編譯器，make 工具，等等）
• 依賴于體系架構或系統的區別

移植規劃
下面 6 個步驟為從 SPARC 平臺上的 Solaris 成功遷移到 x86 平臺上的 Linux 提供了一個完整的路線圖。如果您曾經將應用程序從一個操作系統移植到另外一個操作系統上，那么這些步驟可能就會聽起來非常熟悉：

1. 準備
2. 環境和 makefile 的變化
3. 編譯器修正
4. 測試和調試
5. 性能優化
6. 打包并分發

步驟 1. 準備
正確準備的關鍵是了解某些領域之間的差異，例如：

• 系統調用
• 文件系統的支持
• 依賴于機器的代碼
• 線程
• 內存映射
• 系統調用
• Endianness

在移植程序時，要確保有關的第三方包在目標平臺上都是可用的。對于 32 位的應用程序來說，要考慮是否有必要遷移到 64 位的版本。還要確定在目標平臺上使用哪種編譯器。在基于 x86 的 Linux 平臺上，可以使用 gcc 作為編譯器。

步驟 2. 環境和 makefile 的變化
在這個步驟中，您將設置開發環境，這包括確定環境變量，修改 makefile，并對環境進行必要的修改。在這個步驟之后，您應該準備好開始編譯自己的應用程序了。

在準備好進入下一個步驟之前，這個步驟可能會需要幾次反復。

步驟 3. 編譯
在這個步驟中，您將修正一些編譯錯誤，鏈接錯誤，諸如此類。在能夠得到一個干凈的編譯產品之前，這個步驟可能需要多次反復。

步驟 4. 測試和調試
在應用程序成功編譯之后，要對其進行測試，看看是否存在運行時錯誤。在測試時，有些領域可能會涉及客戶機/服務器的通信、數據交換格式、數據編碼的轉換（例如從單字節編碼轉換為多字節編碼）以及數據的永久保存。

步驟 5. 性能優化
現在移植后的代碼可以在目標平臺上運行了。監視其性能，確保所移植的代碼可以如我們所期望的一樣工作；如果不能，就需要對性能進行優化。

有兩個很好的性能分析工具：Performance Inspector 和 OProfile。Performance Inspector 提供了一組工具來判斷 Linux 上的應用程序中的性能問題。從 2.6 版本的內核開始，OProfile 已經成為對代碼進行優化分析的推薦工具。OProfile 在 RHEL4 中也可以使用。（有關這些工具的更多信息，請參閱 參考資料。）

步驟 6. 打包和分發
您要將所生成的代碼分發給其他人嗎？如果需要，就要確定打包的方法。

Linux 提供了幾種方法對應用程序進行打包，例如 tarball、自行安裝的 shell 腳本或 RPM。RPM 是 Linux 上廣泛使用的包管理系統。Solaris使用 pkgadmin 作為自己的包管理器。

在 Solaris 中，pkgadmin 所使用的包規范模板文件與 RPM 所使用的規范文件不同 —— 將打包信息從模板文件轉換成規范文件需要很多的努力。使用諸如 InstallShield for Multiplatforms（ISMP）之類的軟件包可以在這兩種平臺上產生通用的打包軟件，從而減少移植的努力。通過使用 ISMP，應用程序開發就可以使用一個跨平臺的通用規范文件。

開發環境
現在讓我們來看一下 Solaris 和 Linux 開發環境的一些差異，包括以下內容：

• Makefile
• 編譯器和鏈接選項
• 32 位到 64 位的移植考慮

GNU Make 和 Solaris Make 的比較
如果您在原有的平臺上使用的是 Solaris 的 Make，那么要在 Linux 上使用 GNU Make，就需要對 makefile 進行修改。AIX 5L Porting Guide （請參閱 參考資料 中的鏈接）的第 6 章詳細介紹了二者之間的區別。

編譯器和鏈接選項
正如前面介紹的一樣，對 x86 上的 Linux 可用的編譯器是 GNU GCC。下表是 SUN Studio C/C++ 編譯器所廣泛使用的一些編譯選項，以及 GNU GCC 中的等價選項。

表 1. Solaris 到 Linux 的等價編譯器選項

表 2 解釋了不同風格的 Linux 上的不同級別的 C 編譯器之間的區別。

表 2. 不同級別的 C 編譯器之間的區別

注意： * 在 64 位的 IBM JDK 1.4.2 for Linux on x86 中并不支持 LinuxThreads。Java 支持 NPTL 64 位線程庫。

還有，如果您要在 SLES9 上編譯 C++ 程序，并將其部署到 RHEL4 上，那么就需要使用 compat 庫，它在包 compat-libstdc++-33-3.2.3-47.3.i386.rpm 中。之所以需要這個 compat 庫，是因為在 SLES9 和 RHEL4 之間需要不同級別的 ABI 兼容性。SLES9 遵循 LSB 1.3 標準，而 RHEL4 遵循 LSB 2.0 標準。

32 位到 64 位移植的考慮
要將應用程序從 32 位環境移植到 64 位環境中，您有兩種選擇：

• 讓應用程序可以容許 64 位操作
• 開拓目標平臺上的 64 位操作能力

首先，將應用程序在一個 64 位的環境中使用，然后試圖開拓目標平臺的 64 位能力。

盡管 32 位的應用程序通常都可以在 64 位的目標平臺上很好地運行，但是在 64 位環境中啟用應用程序也是非常重要的，因為有些第三方的產品會以 64 位模式啟動，而不提供 32 位版本的庫對象。

在遷移到 64 位的環境中時，您需要決定是否繼續支持該產品的 32 位版本。如果需要支持這兩個版本，那么就需要適當的時間進行打包和測試。

開拓 64 位的能力應該是在實現容許 64 位操作之后的下一個步驟。在開始這種嘗試之前，應該仔細衡量一下開拓 64 位能力的優點。

應用程序從 32 位到 64 位的遷移這個主題在很多出版物中已經進行了介紹（例如 參考資料 中列出的 AIX 5L Porting Guide 的第 3 章）。

體系架構和系統特有的區別
現在，讓我們來看一下 Solaris 和 x86 上的 Linux 之間一些特定于體系架構和系統的區別，包括：基本的數據類型，內核參數的設置，體系架構特有的區別，endianness，系統調用，信號，數據類型，以及線程庫。

參考資料 提供了在進行大型的移植嘗試時，需要考慮的一個可行的檢查清單。

基本的數據類型和對齊方式
在一個系統中有兩種不同類型的數據類型：基本數據類型（basic data type）和派生數據類型（derived data types）。

基本數據類型 是由 C 和 C++ 語言規范所定義的所有數據類型。表 3 對 x86 上的 Linux 和 SPARC 上的 Solaris 這兩者的基本數據類型進行了比較。

表 3. 比較 Linux 和 Solaris 的基本數據類型

在兩個平臺之間或 32 位與 64 位模式之間移植應用程序時，您需要考慮不同環境中對齊設置之間的區別，從而避免出現性能降低和數據崩潰的危險。

表 4 介紹了 x86 上的 Linux 中以字節為單位的對齊值。

表 4. x86 上的 Linux 中的對齊值（以字節為單位）

注意： 對齊取決于所使用的編譯器開關。這些開關控制著“long double”類型的大小。i386 應用程序的二進制接口規定這個大小是 96 位，因此 -m96bit-long-double 在 32 位模式中是默認值?，F代的體系架構（Pentium 及更新的體系架構）更喜歡將“long double”按照 8 字節或 16 字節進行對齊。在符合 ABI 規范的數組或結果中，這是不可能的。因此指定一個 -m128bit-long-double 會將“long double” 按照 16 字節邊界進行對齊，它會為“long double”填充 32 位的 0。

系統派生的數據類型
派生數據類型是已有的基本類型或其他派生類型的一個派生物或結構。系統派生數據類型 可以根據所采用的數據模型（32 位或 64 位）和硬件平臺而具有不同的字節大小。

表 5 給出了 Linux 上與 Solaris 上不同的一些派生數據類型。

表 5. Solaris 和 Linux 中的派生數據類型

機器特有的代碼的例子
在下面這些情況中需要機器特有的代碼：

• 獲得堆棧指針
• 原子鎖

在 Linux-x86 平臺上的堆棧指針可以實現為：

int get_stack(void **StackPtr){  *StackPtr = 0;  __asm__ __volatile__ ("movl %%esp, %0": "=m" (StackPtr) ); return(0);}

在 Solaris，下面這段示例代碼讓您可以獲取堆棧指針：

        .section       ".text"        .align  8        .global my_stack        .type   my_stack,2my_stack:        ! Save stack pointer through 1st parameter        st      %sp,[%o0]        ! Compute size of frame in return result reg        retl        sub     %fp,%sp,%o0        .size  my_stack,(.-my_stack)

在 Linux x86 上，您可以使用一個 compare 和 swap 操作來實現原子鎖。例如，下面是 Linux x86 上使用 compare 和 swap 操作的一個簡單實現：

bool_t My_CompareAndSwap(IN int *ptr, IN int old, IN int new){        unsigned char ret;        /* Note that sete sets a 'byte' not the word */        __asm__ __volatile__ (                "  lock\n"                "  cmpxchgl %2,%1\n"                "  sete %0\n"                : "=q" (ret), "=m" (*ptr)                : "r" (new), "m" (*ptr), "a" (old)                : "memory");        return ret;}

在 Solaris SPARC 上，加鎖的原子操作可以如下實現：

        .section       ".text"        .align  8        .global        My_Ldstub        .type          My_Ldstub,2My_Ldstub:        ldstub         [%o0],%o0         ! Atomic load + set        sll            %o0,24,%o0        ! Zero fill ...        retl                             ! ... result register        srl            %o0,24,%o0        ! ... and retrn        .size          My_Ldstub,(.-My_Ldstub)

字節順序（endianness）
由于 SPARC 采用的是 big-endian，而 x86 采用的是 little-endian，因此您需要考慮 endianness 的問題。

Endianness 的問題在以下這些情況中都變得非常重要：移植客戶機要在異構網絡環境中進行通信的應用程序，將數據永久地保存到磁盤上，產品跟蹤（在 SPARC 平臺上所生成的跟蹤信息必須能夠在 x86 平臺上正確地格式化），以及其他相關領域。IA-64 Linux 內核默認使用 little-endian，但是也可以使用 big-endian 的字節順序。

系統調用
Solaris 系統調用使用了一種在 Linux 上是不可用的不同的命名和簽名機制，這在“從 Solaris 向 Linux on POWER 遷移指南” 中已經介紹過了。以下這些系統調用現在在 RHEL4 中可以使用：

• Waitid
• Putmsg
• putpmsg
• Getmsg
• getpmsg

Curses 庫
Linux 用于 xurses 庫的那些庫函數比 Solaris 更加類似于 AIX。例如，諸如 addwch 之類的函數在 Linux 中不受支持。有些函數，例如 mvchgat，在 Solaris 中不可用。當您將與 curses 有關的代碼從 Solaris 移植到 Linux 上時，很多代碼都需要重寫。

Terminal IO
Solaris 中的 termio 結構與 Linux 中的這個結構是不同的。Linux 中的 termio 結構多了幾個域，您可以使用它們來設置輸入和輸出速度。

Linux 中 termio 結構的定義位于 /usr/include/bits/termios.h 文件中，而 Solaris 中 termio 的定義則位于 /usr/include/sys/termios.h 文件中。

IOCTL
執行 ioctl 可以使用的選項在 Solaris 和 Linux 中是不同的。例如，要獲得資源的利用情況，您可以向 ioctl 系統調用傳遞 PIOCUSAGE：

Return_code = ioctl("/proc/<pid>", PIOCUSAGE, &buff) ;

在 Linux 中，您必須直接從 /proc/<pid> 目錄中讀取相關的文件來獲得相關信息，在 Linux 上不能使用 PIOCUSAGE 選項。在這兩種情況中，pid 是正在執行命令的當前進程的進程 id。

另外一個例子是當您希望獲取該進程的堆信息時。在 Solaris 中，要獲取堆信息，您可以使用下面的方法：

Return_code = Ioctl("/proc/<pid>",PIOCPSINFO,&psinfo)

在這段代碼中，psinfo 是一個 struct prpsinfo 結構；Prpsinfo.pr_size 就給出了該進程的堆大小。

在 Linux 中，正在使用的頁數可以從 /proc/<pid>/mem 和 /proc/<pid>/stat 中獲得。頁面大小可以使用系統調用 getpagesize 獲得。這兩個值（頁數和頁面大?。┑某朔e就是堆的當前大小。

Getopt
在 Linux 中，只有在設置了 POSIXLY_CORRECT 環境變量之后，getopt 調用才遵循 POSIX 標準。

如果設置了環境變量 POSIXLY_CORRECT，那么對參數的分析一碰到非選項參數（以“-”開始的參數）就立即停止。 其余的參數全部被解釋為非選項參數。

調用 shell 腳本之間的區別
如果 shell 腳本使用了 su 命令，就會派生一個子 shell。這種行為與 Solaris 不同，在 Solaris 中， su 命令不會派生一個新 shell。

如果您在 Linux 上執行命令 su - root，那么 ps 命令的輸出就會如下所示：

30931 pts/4    00:00:00 su31004 pts/4    00:00:00 ksh

在這段代碼中，30931 是進程 31004 的祖先進程。您可能要修改一些受到這種關系影響的腳本。

重啟動時的設備處理
從 RHEL4 開始，Linux 就采用了熱插拔子系統 udev 的概念。它提供了可配置的動態設備命名的支持。設備配置是在每次重新啟動時動態構建的。

例如，如果您有一個新目錄 /dev/dsk，那么系統可能并不知道它的存在，這個目錄在重啟之后可能就會丟失。為了避免 /dev/dsk 目錄丟失的問題，可以建立一個 /etc/udev/devices/dsk 目錄，這樣系統在重新啟動時就可以維護這種信息，因此即使系統重新啟動之后，/dev/dsk 也依然會存在。

內核參數
在 Solaris 中，內核參數可以在 /etc/system 文件中進行設置。在 Linux 中，內核參數可以使用 sysctl 系統調用進行修改?？梢孕薷牡膮翟?/proc/sys/kernel 中都可以看到，procfs 的支持對于 sysctl 正常工作來說是必需的。

信號
信號之間的區別在“Technical guide for porting applications from Solaris to Linux”中已經詳細介紹過了。其他值得注意的一些區別是 Solaris 有 38 個信號，而 Linux 使用了 31 個信號，而且 sigaction 結構也不相同。例如，在 Linux 中，sigaction 接口如下所示：

struct sigaction  {    /* Signal handler.  */#ifdef __USE_POSIX199309    union      {        /* Used if SA_SIGINFO is not set.  */        __sighandler_t sa_handler;        /* Used if SA_SIGINFO is set.  */        void (*sa_sigaction) (int, siginfo_t *, void *);      }    __sigaction_handler;# define sa_handler     __sigaction_handler.sa_handler# define sa_sigaction   __sigaction_handler.sa_sigaction#else    __sighandler_t sa_handler;#endif    /* Additional set of signals to be blocked.  */    __sigset_t sa_mask;    /* Special flags.  */    int sa_flags;    /* Restore handler.  */    void (*sa_restorer) (void);  };

在 Solaris 中，sigaction 結構如下所示：

struct sigaction {        int sa_flags;        union {#ifdef  __cplusplus                void (*_handler)(int);#else                void (*_handler)();#endif#if defined(__EXTENSIONS__) || ((__STDC__ - 0 == 0) &&         !defined(_POSIX_C_SOURCE) && !defined(_XOPEN_SOURCE)) ||         (_POSIX_C_SOURCE > 2) || defined(_XPG4_2)                void (*_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);#endif        }       _funcptr;        sigset_t sa_mask;#ifndef _LP64        int sa_resv[2];#endif};

由于所支持的信號個數不同，siginfo_t 結構也不相同。對于 Linux，這可以在 /usr/include/bits/signal.h 文件中找到；對于 Solaris，這可以在 /usr/include/sys/siginfo.h 文件中找到。

線程支持和 IPC
有關 Linux on POWER 與 Solaris 之間進行移植的出版物已經介紹了 Solaris 線程與 Linux 的 POSIX 線程（由 NPTL 庫提供）之間的區別。

我的經驗是，如果應用程序早已在 Solaris 上就使用了 POSIX 線程，那么它們移植到使用基于 NPTL 線程的 Linux 上就非常簡單。在 Linux 上還可以利用一些新特性，例如進程共享互斥鎖，因此 Solaris 中使用 pthread 互斥鎖和條件變量的那些有關 IPC 機制的代碼在 Linux 中都可以使用。

自然語言的支持
在 Solaris 中對于自然語言的支持的代碼也與 Linux 中可能會有所不同，或者它們只是名字有所不同而已。在 Solaris 中大部分的 locales 和代碼頁在 Linux 中都有對應的內容。

結束語
從 Solaris 到 x86 上的 Linux 的移植工作在大部分情況中只是一個重新編譯的過程，或者對編譯器/鏈接器開關稍微進行一些修改。有時可能需要對某些平臺特有的內容進行一些修改，例如加鎖、內存映射、線程，等等。您應該了解一下這些差異，并對移植好好進行一下規劃，從而減少移植所需要的時間。

參考資料

• 您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點上的 英文原文。
  
  
• 下載 XL C/C++ V7.0 編譯器。
  
  
• GNU binutils 用來與 XL C/C++ 和 GCC 一起生成對象。在 GNU Binutils 站點中有詳細的解釋。
  
  
• 下載 IBM Developer Kit for Linux, Java Technology Edition version 1.4.2。
  
  
• IBM 紅皮書 AIX 5L Porting Guide 詳細介紹了在將應用程序從其他基于 UNIX 的平臺上移植到 AIX 5L 操作系統上所可能碰到的問題。
  
  
• Multithreaded Programming Guide 介紹了 POSIX 和 Solaris 線程 API，使用同步對象進行編程以及編譯多線程程序的內容。
  
  
• Migrating to Linux kernel 2.6 討論了將現有應用程序遷移到 2.6 版本的內核和專有 POSIX 線程庫（NPTL）的問題。
  
  
• 下載 Performance Inspector，并獲取有關該工具的更多信息。
  
  
• 訪問 OProfile 的 Web 站點。
  
  
• 訪問 RPM.org，閱讀有關 RPM 的更多信息。
  
  
• developerWorks 遷移專題 可以幫助開發者尋找工具、技術文章、在線教程、課程、論壇、Web 站點、定制服務以及其他形式的幫助，從而幫助他們快速實現各種硬件平臺向 Linux 的遷移。
  
  
• “Technical guide for porting applications from Solaris to Linux, version 1.0”（developerWorks，2002 年）介紹了更多有關 Solaris 和 Linux 之間的區別，以及將應用程序從 Solaris 移植到 Linux 上的內容。
  
  
• Solaris to Linux Porting Guide 討論了從 7.x 系列的 Red Hat Linux 發行版本到 Solaris 移植的問題。
  
  
• “將企業應用程序從 UNIX 移植到 Linux”（developerWorks，2005 年）討論了在進行大型移植實踐時要考慮的問題。
  
  
• “從 Solaris 向 Linux on POWER 遷移指南 ”（developerWorks，2005 年）是對本文的補充，其中提供了移植到基于 POWER 的系統上的 Linux 的一些指導方針和資源。
  
  
• “用 OProfile 徹底了解性能”（developerWorks，2003 年）介紹了如何使用這個工具來分析性能，而不考慮硬件和軟件之間的異常交互。
  
  
• 在 developerWorks Linux 專區 中可以找到更多為 Linux 開發者準備的資源。
  
  
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