Программирование для Linux. Профессиональный подход - Марк Митчелл

■ Возможно, наш читатель является разработчиком, пришедшим в среду UNIX из другой платформы, например Win32. Такой читатель знаком с общими принципами разработки программного обеспечения, но ему нужно узнать о специфических методиках, применяемых в Linux-программах для взаимодействия с операционной системой и другими программами- Ему нужно научиться писать программы, которые ведут себя так, как того ожидают пользователи Linux.

Эта книга не является исчерпывающим руководством или справочником по программированию в GNU/Linux Мы применяем обучающий подход, последовательно излагал самые важные концепции и методики и приводя примеры их использования. В разделе 1.5, "Поиск дополнительной информации", указано, где можно найти дополнительную информацию по данной теме.

Поскольку в книге рассматриваются довольно сложные вопросы, мы предполагаем, что читатели знакомы с языком программирования С и знают, как использовать функции стандартной библиотеки языка С. Этот язык является основным средством разработки программного обеспечения для GNU/Linux Большинство команд и функций, описанных в книге. а также большая часть ядра Linux написаны на С.

Изложенная в книге информация и равной степени применима к программам написанным на C++, так как этот язык является надмножеством языка С Библиотечные функции языка С являются основным "средством общения" в среде GNU/Linux.

Те, кто уже программировали в UNIX, возможно, сталкивались с низкоуровневыми функциями ввода-вывода (open(), read(), stat() и т.д.). Они отличаются от стандартных библиотечных функций языка С (fopen(), fprintf(), fscanf() и др.). Оба семейства функций находят применение в GNU/Linux, поэтому мы не будем делать акцент на каком-то одном семействе. Низкоуровневые функции описаны в приложении Б, "Низкоуровневый ввод-вывод".

В книге отсутствует вводная информация об операционной системе Linux. Мы предполагаем, что читатели имеют общее представление о том, как взаимодействовать с системой и выполнять базовые операции в графической среде и в режиме командной строки.

В книге используются следующие типографские соглашения.

■ Новые термины выделяются курсивом.

■ Тексты программ, названия функций, переменных и других элементов "компьютерного языка" выделены моноширинным шрифтом, например printf("Hello, world!n").

■ Имена команд, файлов и каталогов также даны моноширинным шрифтом, например cd /.

■ Когда мы показываем взаимодействие пользователя с интерпретатором команд, то ставим в начале строки приглашения символ % (в реальной системе вместо него может стоять другое выражение). Все, что находится далее в этой строке, вводится пользователем. Остальные строки — это реакция системы. Например, в диалоге

% uname

Linux

система выдала приглашение %, пользователь ввел команду uname, а система ответила выдачей строки Linux.

■ В заголовках к примерам программ указывается имя исходного файла (в скобках). Все листинги можно загрузить по адресу http://www.advancedlinuxprogramming.com.

Мы писали программы в Red Hat Linux версии 6.2. В этот дистрибутив входит ядро Linux версии 2.2.14, GNU-бнблиотека языка С версии 2.1.3 и семейство компиляторов EGCS версии 1.1.2. Приведенные программы в общем случае должны работать и в других версиях Linux, в частности в ядре версии 2.4 и с GNU-библиотекой языка С версии 2.2.

От издательства

Вы, читатель этой книги, и есть главный ее критик и комментатор. Мы ценим ваше мнение и хотим знать, что было сделано нами правильно, что можно было сделать лучше в что еще вы хотели бы увидеть изданным нами. Нам интересно услышать и любые другие замечания, которые вам хотелось бы высказать в наш адрес.

Мы ждем ваших комментариев и надеемся на них. Вы можете прислать электронное письмо или просто посетить наш Web-сервер, оставив свои замечания, — одним словом, любым удобным для вас способом дайте нам знать, нравится или нет вам эта книга, а также выскажите свое мнение о том, как сделать наши книги более подходящими для вас.

Посылая письмо или сообщение, не забудьте указать название книги и ее авторов, а также ваш e-mail. Мы внимательно ознакомимся с вашим мнением и обязательно учтем его при отборе и подготовке к изданию последующих книг. Наши координаты:

E-mail: [email protected]

WWW http://www.williamspublishing.com

Часть I

Сложные вопросы программирования в среде UNIX/Linux

Глава 1

Начало

В этой главе рассказывается о том, как выполнять базовые операции, связанные с написанием программы на языке С или C++ в среде Linux. В частности, описываются процессы создания и модифицирования исходного текста на C/C++, компиляции этого текста и отладки полученного результата. Те, кто уже знакомы с программированием в Linux, могут смело переходить к главе 2, "Написание качественных программ для среды GNU/Linux".

При изложении материала всей книги мы предполагаем, что читатели знакомы с языком программирования С и C++ и наиболее распространенными функциями стандартной библиотеки языка С. Тексты программ в книге написаны на С, за исключением случаев, когда рассматривается конкретная особенность программирования на C++. Мы также предполагаем, что читатели умеют выполнять базовые операции в интерпретаторе команд Linux, в частности создавать каталоги и копировать файлы. В связи с тем что многие Linux-программисты начинали свой путь в среде Windows, мы иногда будем указывать на сходства и различия между двумя операционными системами.

1.1. Редактор Emacs

Редактор — это программа, используемая для модификации исходных текстов. В Linux множество редакторов, но, очевидно, наиболее популярный и многофункциональный среди них — GNU Emacs.

Emacs — нечто гораздо большее, чем просто редактор. Это необычайно мощная программа, работая в которой можно, к примеру, читать и отправлять электронные сообщения. Способы настройки и расширения ее функциональных возможностей столь обширны, что заслуживают написания отдельной книги. Представьте, что, находясь в Emacs, вы можете путешествовать в Internet!

Впрочем, мы не ограничиваем свободу читателей, привыкших работать в другом редакторе. Ни один из примеров книги не зависит от использования Emacs. Представленный ниже небольшой вводный курс предназначен для тех из вас, кто еще не успел выбрать свой любимый редактор в Linux.

1.1.1. Открытие исходного файла C/C++

Чтобы запустить редактор Emacs, наберите emacs в окне терминала и нажмите <Enter>. Появится окно редактора, в верхней части которого имеется строка меню. Перейдите в меню Files, выберите команду Open Files и наберите имя требуемого файла в строке "мини-буфера" в нижней части экрана.[2] При создании исходного файла на языке С используйте расширения .с или .h. В случае C++ придерживайтесь расширений .cpp, .hpp, .С или .H. Когда файл будет открыт, введите нужный текст и сохраните результат, выбрав команду Save Buffer в меню Files. Чтобы выйти из редактора, воспользуйтесь командой Exit Emacs в меню Files.

Те, кто испытывают раздражение от необходимости постоянно щелкать мышью, могут воспользоваться клавиатурными сокращениями, ускоряющими открытие и сохранение файлов, а также выход из редактора. Операции открытия файла соответствует сокращение C-x C-f. (Запись C-x означает нажатие клавиши <Control> с последующим нажатием клавиши <x>.) Чтобы сохранить файл, введите C-x C-s, а чтобы выйти из Emacs — C-x C-c. Лучше узнать о возможностях редактора можно с помощью встроенного учебника, доступного через команду Emacs Tutorial в меню Help. В нем приведено множество советов, которые помогут пользователям научиться эффективнее работать с Emacs.

1.1.2. Автоматическое форматирование

Программисты, привыкшие работать в интегрированной среде разработки, оценят имеющиеся в Emacs средства автоматического форматирования кода. При открытии исходного файла, написанного на C/C++, редактор самостоятельно определяет наличие в нем программного кода, а не просто текста. Если нажать клавишу <Tab> в пустой строке, редактор переместит курсор в нужную позицию, определяемую положением предыдущей строки. Когда клавиша <Tab> нажимается в строке, содержащей какой-то текст, сдвигается вся строка. Предположим, к примеру, что набран такой текст:

int main() {

printf("Hello, worldn");

}

Нажатие клавиши <Tab> в строке вызова функции printf() приведет к следующему результату:

int main() {

  printf("Hello, worldn");