Glossaire

Beaucoup de noms en programmation système sont des abréviations anglaises. Connaître le mot d’origine aide souvent à comprendre (et à retenir) ce que fait une fonction ou une constante.

Les entrées sont classées selon le terme le plus utilisé dans le cours (souvent le terme anglais, par exemple stack pour la pile) ; le synonyme est indiqué juste en dessous. Pour trouver un terme, utilisez la recherche de la page (Ctrl+F).

accept

Fonction qui, côté serveur, attend puis accepte une connexion d’un client sur un socket en écoute. Elle renvoie un nouveau socket dédié à ce client (voir Sockets).

AF_INET

AF_INET6

Address Family : famille d’adresses utilisée par un socket, IPv4 (AF_INET) ou IPv6 (AF_INET6).

API

Application Programming Interface : ensemble de fonctions, types et constantes qu’une bibliothèque ou un système met à disposition des programmes.

appel système

syscall

system call : demande faite par un programme au noyau (ouvrir un fichier, créer un processus…). Les appels système sont documentés dans la section 2 du man.

argc

argv

argument count / argument vector : nombre d’arguments de la ligne de commande et tableau de chaînes les contenant (argv[0] est le nom du programme).

backlog

Deuxième argument de listen : taille maximale de la file des connexions en attente d’un accept.

bind

lier : associe un socket à une adresse IP et un port local.

BSS

segment data

segment text

Segments mémoire d’un programme : text contient le code machine (lecture seule), data les variables globales et statiques initialisées, BSS (Block Started by Symbol) celles non initialisées (mises à zéro au lancement).

buffer

tampon

Zone mémoire temporaire où les données sont accumulées avant d’être écrites ou après avoir été lues. Par exemple, printf n’écrit pas forcément tout de suite : le texte attend dans le buffer de stdout jusqu’à un \n (quand stdout est un terminal), un fflush ou la fin du programme.

calloc

contiguous allocation : alloue un tableau de n éléments dans la heap et initialise la mémoire à zéro.

connect

connecter : côté client, établit une connexion entre un socket et l’adresse (IP et port) d’un serveur en écoute.

copy-on-write

COW

copie à l’écriture : après un fork, les pages mémoire sont partagées entre parent et enfant, et une page n’est réellement copiée que lorsque l’un des deux la modifie.

dangling pointer

pointeur pendant : pointeur qui contient encore l’adresse d’une zone devenue invalide, déjà libérée avec free ou appartenant à une fonction terminée (variable locale dont la stack frame a été dépilée). L’utiliser est un comportement indéfini (voir Mémoire).

data race

Accès concurrents non synchronisés à une même donnée par plusieurs threads, dont au moins une écriture. C’est un comportement indéfini en C, et un cas particulier de race condition.

deadlock

interblocage

Situation où plusieurs threads (ou processus) s’attendent mutuellement et restent bloqués indéfiniment, par exemple chacun détient un mutex dont l’autre a besoin.

descripteur de fichier

fd

file descriptor : entier qui identifie une ressource ouverte par un processus (fichier, pipe, socket…). 0, 1 et 2 correspondent à l’entrée standard, la sortie standard et la sortie d’erreur.

detach

détacher : rend un thread indépendant : ses ressources sont libérées automatiquement à sa fin, sans pthread_join.

ELF

Executable and Linkable Format : format des exécutables, des fichiers objets et des bibliothèques sous Linux.

endianness

big endian

little endian

Ordre de stockage des octets d’un nombre en mémoire : octet de poids fort en premier (big endian, utilisé sur le réseau) ou octet de poids faible en premier (little endian, utilisé par les processeurs x86 et la plupart des processeurs ARM).

EOF

End Of File : indique qu’il n’y a plus rien à lire. EOF est aussi la valeur (négative) renvoyée par fgetc, scanf… dans ce cas.

errno

error number : variable (propre à chaque thread) positionnée par la plupart des appels système et fonctions de la libc en cas d’erreur (les fonctions pthread_* renvoient directement le code d’erreur). perror affiche le message correspondant.

espace noyau

espace utilisateur

mode noyau

mode utilisateur

kernel space / user space : domaines d’exécution imposés par le processeur. En espace noyau (mode noyau), tout est permis (accès au matériel, à toute la mémoire) ; en espace utilisateur (mode utilisateur), un programme doit passer par un appel système pour ces opérations (voir Introduction).

exec

Famille de fonctions qui remplacent le programme du processus courant par un autre. Les suffixes indiquent la façon de passer les arguments : l (list, un par un), v (vector, un tableau), p (path, cherche le programme dans le PATH), e (environment, environnement fourni). Par exemple execvp.

faute de page

page fault

Interruption déclenchée par la MMU quand un programme accède à une page absente de la mémoire physique (ou interdite). Le noyau charge alors la page, ou envoie SIGSEGV si l’accès est invalide.

FIFO

pipe nommé

First In, First Out : premier entré, premier sorti. Un pipe nommé (créé avec mkfifo) est un pipe qui apparaît dans le système de fichiers, ce qui permet à des processus sans lien de parenté de communiquer.

FILE

Type de la bibliothèque standard (FILE *) représentant un flux ouvert avec fopen. Il contient un descripteur de fichier et un buffer.

flux

stream

Suite d’octets lue ou écrite de façon séquentielle. En C, un flux est représenté par un FILE * (stdin, stdout, fichier ouvert avec fopen…).

fork

fourche : duplique le processus courant. Le processus enfant est une copie du parent ; fork renvoie 0 à l’enfant et le PID de l’enfant au parent.

fuite mémoire

memory leak

Mémoire allouée qui n’est jamais libérée alors qu’elle n’est plus utilisée. valgrind ou AddressSanitizer permettent de les détecter.

gestionnaire de signal

handler

Fonction appelée à la réception d’un signal, installée avec sigaction (ou signal).

heap

tas

Zone mémoire où sont faites les allocations dynamiques (malloc, calloc…). Chaque bloc alloué doit être libéré à la main avec free.

htons

htonl

ntohs

ntohl

host to network short/long et network to host short/long : convertissent un entier entre l’ordre des octets de la machine et l’ordre réseau (big endian). short pour 16 bits (un port), long pour 32 bits (une adresse IPv4). long est un nom historique : ces fonctions manipulent des uint32_t (un long fait 64 bits sous Linux 64 bits).

I/O

E/S

Input/Output, entrées/sorties : tout échange de données entre un programme et l’extérieur (clavier, écran, fichiers, réseau…).

inode

index node : structure qui décrit un fichier sur le disque (taille, droits, propriétaire, emplacement des données). Le nom du fichier est stocké à part, dans le répertoire.

IP

Internet Protocol : protocole qui achemine les paquets entre machines, identifiées par une adresse IP.

IPC

Inter-Process Communication : mécanismes de communication entre processus (pipes, signaux, mémoire partagée, sockets…).

join

rejoindre : pthread_join attend la fin d’un thread et récupère sa valeur de retour.

joinable

État par défaut d’un thread : un autre thread doit appeler pthread_join pour attendre sa fin et libérer ses ressources (voir detach).

libc

Bibliothèque standard du C (sur Linux, en général la GNU C Library, glibc). Elle fournit printf, malloc, fopen… et les fonctions qui encapsulent les appels système.

linker

éditeur de liens

Programme (ld) qui, lors de l’édition de liens, assemble les fichiers objets (.o) et les bibliothèques en un exécutable.

listen

écouter : met un socket serveur en attente de connexions entrantes.

malloc

memory allocation : alloue un bloc de mémoire dans la heap, non initialisé.

mémoire virtuelle

Espace d’adressage propre à chaque processus. Les adresses manipulées par le programme sont virtuelles et traduites en adresses physiques par la MMU, page par page.

mmap

memory map : projette un fichier ou une zone de mémoire (éventuellement partagée entre processus) dans l’espace d’adressage du processus.

MMU

Memory Management Unit : composant du processeur qui traduit les adresses virtuelles en adresses physiques, à partir des tables de pages gérées par le noyau.

mutex

mutual exclusion : verrou qui garantit qu’un seul thread à la fois exécute une section critique.

noyau

kernel

Cœur du système d’exploitation : il gère les processus, la mémoire, les fichiers et le matériel, et s’exécute en mode noyau.

NULL

Valeur d’un pointeur qui ne pointe vers rien. Beaucoup de fonctions renvoient NULL en cas d’échec (malloc, fopen…).

O_RDONLY

O_WRONLY

O_RDWR

O_CREAT

O_TRUNC

O_APPEND

Options de open : read only, write only, read/write, create (créer le fichier s’il n’existe pas), truncate (vider le fichier), append (écrire à la fin).

opération atomique

atomic

Opération qui s’exécute en une seule fois, sans pouvoir être interrompue ou observée à moitié par un autre thread (<stdatomic.h>, type _Atomic).

orphelin

Processus dont le parent s’est terminé avant lui. Il est alors rattaché à un autre processus (init/systemd) qui attendra sa fin.

OS

système d’exploitation

Operating System : ensemble formé du noyau et des programmes de base qui gèrent la machine et offrent des services aux programmes (Linux, Windows, macOS…).

page

Bloc de mémoire de taille fixe (en général 4 Kio) : unité de base de la mémoire virtuelle, que la MMU traduit en adresse physique.

PCB

Process Control Block : structure du noyau qui regroupe les informations d’un processus (PID, état, registres, mémoire, fichiers ouverts…).

PID

PPID

Process IDentifier / Parent Process IDentifier : numéro unique d’un processus / de son parent (getpid, getppid).

pipe

tube

Canal de communication à sens unique entre deux processus : ce qui est écrit d’un côté est lu de l’autre. Créé avec pipe, il est hérité lors d’un fork.

port

Numéro (de 0 à 65535) qui identifie une application sur une machine, en complément de l’adresse IP.

POSIX

Portable Operating System Interface (le X rappelle UNIX) : norme qui définit l’interface des systèmes de type UNIX (appels système, pthread, outils en ligne de commande…).

préprocesseur

Première étape de la compilation : traite les directives #include, #define, #ifdef… et produit du C sans macros.

pthread

POSIX threads : bibliothèque de threads définie par la norme POSIX (pthread_create, pthread_join, pthread_mutex_lock…).

race condition

situation de compétition

Bug où le résultat dépend de l’ordre (non maîtrisé) dans lequel des threads ou processus accèdent à une donnée partagée.

realloc

re-allocation : change la taille d’un bloc alloué dans la heap, en le déplaçant si nécessaire.

sanitizer

Option du compilateur qui ajoute des vérifications à l’exécution : AddressSanitizer (-fsanitize=address, accès mémoire invalides et fuites), UndefinedBehaviorSanitizer (-fsanitize=undefined), ThreadSanitizer (-fsanitize=thread, data races).

scheduler

ordonnanceur

Partie du noyau qui choisit quel processus ou thread s’exécute sur le processeur, et pendant combien de temps.

section critique

Portion de code qui accède à une ressource partagée et ne doit être exécutée que par un seul thread à la fois.

segfault

segmentation fault : erreur provoquée par un accès à une zone mémoire interdite (causes possibles : pointeur NULL, dépassement de tableau, mémoire déjà libérée… ; ces deux dernières ne provoquent pas toujours de segfault). Le processus est tué par le signal SIGSEGV.

sémaphore

Compteur partagé qui limite le nombre de threads ou processus pouvant accéder simultanément à une ressource (sem_wait décrémente, sem_post incrémente).

shell

Interpréteur de commandes (bash, zsh…) : lit les commandes tapées dans le terminal et lance les programmes correspondants.

shutdown

Ferme une connexion socket dans un sens (lecture, écriture) ou les deux, sans libérer le descripteur (ce que fait close).

sigaction

Appel système qui installe un gestionnaire de signal (plus fiable et portable que signal).

signal

Notification asynchrone envoyée à un processus : SIGINT (interrupt, Ctrl+C), SIGKILL (tuer, ne peut pas être intercepté), SIGTERM (terminate), SIGCHLD (child, un enfant s’est terminé), SIGSEGV (segmentation violation), SIGPIPE (écriture dans un pipe ou un socket fermé de l’autre côté)…

size_t

Type entier non signé utilisé pour les tailles (renvoyé par sizeof et strlen, attendu par malloc…).

SOCK_STREAM

SOCK_DGRAM

Types de socket : flux (stream, utilisé avec TCP) ou datagrammes (datagram, utilisé avec UDP).

sockaddr

sockaddr_in

Structures qui décrivent une adresse de socket : struct sockaddr est le type générique attendu par bind, connect et accept ; struct sockaddr_in contient une adresse IPv4 et un port (sin_addr, sin_port).

socket

prise : extrémité d’une communication, en général réseau. Il est manipulé par un descripteur de fichier, comme un fichier.

stack

pile

Zone mémoire où sont stockées les variables locales et les informations d’appel des fonctions. À chaque appel, une stack frame y est empilée ; elle est libérée automatiquement à la sortie de la fonction.

stack frame

Zone du stack réservée à un appel de fonction (adresse de retour, paramètres, variables locales). Elle est empilée à l’appel et dépilée (libérée) au retour de la fonction (voir Le stack pas à pas).

std

standard. Se retrouve dans stdio.h (standard input/output), stdlib.h (standard library), stdint.h (standard integers), stdbool.h…

stdin

stdout

stderr

standard input / output / error : entrée standard (clavier par défaut), sortie standard et sortie d’erreur (terminal par défaut). Ce sont des flux FILE *, associés aux descripteurs 0, 1 et 2 (STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO, STDERR_FILENO).

TCP

Transmission Control Protocol : protocole de transport avec connexion, qui garantit que les données arrivent toutes, dans l’ordre et sans doublon.

thread

fil (d’exécution) : suite d’instructions exécutée à l’intérieur d’un processus. Les threads d’un même processus partagent sa mémoire (variables globales, heap) mais ont chacun leur stack.

TID

Thread IDentifier : identifiant attribué par le noyau à un thread, obtenu avec gettid (du même type qu’un PID). Pour le thread principal, TID = PID. À ne pas confondre avec le pthread_t rempli par pthread_create.

UB

comportement indéfini

Undefined Behavior : situation où la norme du C n’impose rien (dépassement de tableau, variable non initialisée, double free…). Le programme peut sembler fonctionner, planter, ou faire n’importe quoi.

UDP

User Datagram Protocol : protocole de transport sans connexion, plus léger que TCP mais sans garantie de réception ni d’ordre.

unistd.h

UNIX standard : en-tête POSIX qui déclare notamment read, write, close, fork, pipe, getpid…

variable de condition

Mécanisme (pthread_cond_t) qui permet à un thread d’attendre qu’une condition soit remplie, en étant réveillé par un autre thread (pthread_cond_wait / pthread_cond_signal).

wait

waitpid

Attendent la fin d’un processus enfant et récupèrent son code de retour.

zombie

Processus terminé dont le parent n’a pas encore récupéré le code de retour avec wait. Il n’occupe plus de mémoire mais reste dans la table des processus.