Как программировать под линуксом

Предполагается, что читатель этой книги должен иметь хотя бы начальные пользовательские навыки при работе с GNU/Linux (умение вводить команды в оболочку и знать основы операционной системы), а также знать язык C хотя бы на начальном уровне. Я посчитал бессмысленным писать еще одну книгу по языку C. Если вы знаете язык C на уровне книги Кернигана и Ритчи «Язык программирования Си», то у вас не будет проблем с изучением материала этой книги.

Если вы знаете язык C++, но не знаете C, ничего страшного. Эти два языка хотя и разные по своей сути, но имеют одну и ту же синтаксическую основу. C++-программисту не надо обладать феноменальной сообразительностью, чтобы разобраться в программе, написанной на C.

Большая часть материала этой книги относится и к другим современным Unix-подобным операционным системам (FreeBSD, например). Если вы еще не знаете Linux, то больших проблем не будет.

1.2. Условные обозначения

В книге используется достаточно мало условных обозначений. Листинги программ, а также вырезки из листингов и содержимое конфигурационных или иных файлов выделяются синим цветом:

Примеры команд, вводимых в оболочку выделяются оранжевым цветом и начинаются с символа $ (приглашение командной строки). Вывод команд выделяется жирным шрифтом:

Примеры команд, вводимых от имени суперпользователя (root) выделяются так же, как и обычные команды, только в качестве приглашения командной строки используется символ #

Некоторые вещи в основном тексте, на которые я хотел бы обратить ваше внимание, будут выделяться жирным шрифтом. Некоторые термины, которые следует запомнить, будут выделяться курсивом. Кроме того, жирным шрифтом могут быть отделены от основного текста имена файлов, имена функций и т. п.

1.3. Что нужно иметь

То, что нам нужно иметь, называют инструментарием. Инструментарий программиста зависит от того, какие программы и на каких языках он будет писать. Наш инструментарий будет состоять из: 1) Операционной системы Linux (GNU/Linux) с текстовым редактором; 2) Компилятора с линковщиком; 3) Дополнительных утилит. Ну и конечно же из терпения и усердия.

Для начала нужно иметь Linux (здесь правильнее будет сказать GNU/Linux). Подойдет практически любой современный дистрибутив. Посмотрите, какая версия ядра Linux у вас используется. Наберите в оболочке следующую команду: У меня ядро версии 2.6.10. У вас, скорее всего, будет что-то другое. Дистрибутивы, построенные на ядрах версий 2.4.x и 2.6.x достаточно современные для того, чтобы воспроизвести все примеры в этой книге. Версии 2.0.x и 2.2.x также могут использоваться, но некоторые возможности, описанные в этой книге в этих ядрах не реализованы.

Следующий шаг — компилятор. Мы будем использовать компилятор gcc (не обсуждается!). Практически все дистрибутивы Linux поставляются вместе с компилятором языка C. Вопросы о том, какие программы установлены, как устанавливать недостающие программы выходят за рамки этой книги. Поэтому не буду объяснять, как проверить присутствие в системе компилятора. На начальном этапе обучения версия компилятора не имеет значения. Если у вас есть компилятор gcc, то и линковщик (о том, что это такое, будет рассказано позже) тоже есть (вероятность 99%).

Многие программисты используют различные оболочки для программирования (KDevelop, Glade и прочие). Мы откажемся от этого подхода по двум причинам: 1) это претит идеологии Unix; 2) за всеми этими средами разработки стоят те самые утилиты, которые мы будем использовать непосредственно. Нам на начальном этапе потребуется лишь утилита make.

И, наконец, немаловажная деталь. Текстовый редактор. Здесь на вкус и цвет товарища нет. В мире Unix-систем есть два лагеря: любители Vi и любители Emacs. В настоящее время написано много клонов редактора Vi (Vim, Elvis, GVim) и много клонов (а точнее — расширений) редактора Emacs. И для Vi и для Emacs существуют как консольные так и графические версии. Нет смысла обсуждать преимущества и недостатки этих двух «гигантов». Вам придется самостоятельно выбрать наиболее удобный для вас текстовый редактор. Возможно вам не понравится ни один из них и вы будете использовать что-нибудь наподобие kate или nedit или pico. Между прочим, редактор Pico открывает свой третий лагерь поклонников. Этот редактор, изначально разработанный в Вашингтонском университете для почтовика pine, а затем ставший самостоятельным редактором, уверенно набирает силу в сообществе Unix. Если вы полный аскет, можете попробовать редактор ed (red), который мало напоминает текстовый редактор в современном понимании. Опять же повторюсь, выбор за вами. Я использую консольную версию редактора Vim, но с большим уважением отношусь и к Emacs. Очень важно попробовать оба редактора «в полную силу», а не просто «взглянуть». Только опытный пользователь сможет за видимой неуклюжестью ощутить мощь и удобство. Это одна из важнейших граней идеологии Unix.

Читайте также: Grub file in linux

Подавляющую часть работы мы будем проводить в командной строке. «Командная строка» — общий термин, подразумевающий собой сочетание терминальной программы и командной оболочки. Терминальная программа (или программа эмуляции терминала), это то, что вы видите на экране, когда работаете с командной строкой. Терминальная программа позволяет пользователю вводить команды и видеть результаты их выполнения. Программа konsole в KDE, например, является терминальной программой. Под терминальной программой запускается командная оболочка (командный интерпретатор или просто shell). Командная оболочка через интерфейс терминальной программы общается с пользователем и выполняет всю основную работу. Bash, Csh, Ksh — это все командные оболочки или, как их еще называют, командные интерпретаторы. В Linux я рекомендую использовать оболочку Bash (Bourne Again SHell). Однако не произойдет ничего страшного, если вы будете использовать другую командную оболочку, например C-Shell (csh), у которой достаточно своих поклонников. Как вы позже узнаете, любая командная оболочка — это не просто исполнитель команд, но и полноценный интерпретатор собственного языка программирования. Чтобы узнать, какая оболочка запущена под терминальной программой, просто наберите команду ps. В одной из строк (скорее всего — в первой) будет написана ваша командная оболочка: В моем случае это bash.

1.4. Обратная связь

Если вы заметили ошибки/опечатки. Или если что-то в этой книге плохо описано, сообщайте об этом по адресу zlp@lindevel.ru или форуме на сайте Lindevel.Ru (http://www.lindevel.ru).

Книга распространяется на условиях GNU Free Documentation License. В соответствии с условиями этой лицензии вы можете свободно скачивать и распространять книгу без каких-либо разрешений, но не нарушая и не изменяя условий Лицензии. Если вы хотите поместить копию книги на своем Интернет-ресурсе или просто распечатать — делайте это свободно, как завещал великий Столлман!

Вы также можете вносить самостоятельные изменения в эту книгу. В этом случае я просто прошу сообщать мне об этом.

Источник

Обучение С++. Что если начать на Linux?

Накипело!

В нынешней системе школьного образования заточка под операционную систему Microsoft поражает: за очень редким исключением вы сможете где-нибудь увидеть что-то вроде Edubuntu или русский ALT Linux, но остальном это Windows. По моему мнению, давно пора еще в школах знакомить детей с другим взглядом на то, каким должен быть интерфейс между человеком и железом, а не искать общих путей. Может быть именно такой сравнительно-аналитический взгляд на вещи позволит поднять крайне низкий уровень компьютерной грамотности у выпускников школ, которые даже не могут оформить текст в Word или составить добротную презентацию в PowerPoint.

Искренне удивляет, что в школах считается сверхсложным и даже мистическим составлять двумерные массивы в том же Pascal’e, который к слову, тоже давным давно пора заменить на более гибкий и удобный Python или JavaScript. Уважаемые преподаватели, какой должна быть мотивация ученика, если его учат на мертвом языке? Мы же для закрепления правил грамматики не учим сперва славянский, а потом русский и другие. Так какого черта?!

Учитывая модность профессии программиста и определенную романтику в головах молодых людей, навеянную голливудским кино, люди поступают в ВУЗы и сталкиются с рядом сложностей: их голова начинает резко расширяться, что неминуемо приводит сперва к усталости, а затем и к разочарованию в своем выборе. Факт остается фактом: если вы связываете себя с профессией, которая требует постоянного самосовершенствования, то начинайте это делать еще до поступления. Есть множество материалов, который помогут вам быть более подготовленными в процессе учебы и позволит найти работу по специальности уже к 3-4 курсу обучения. Шевелитесь!

На фоне таких рассуждений ко мне пришла сделать небольшой туториал по тому, как написать, скомпилировать и запустить программу на C++ в Linux без специальных средств (IDE). Такой подход сможет познакомить начинающего программиста с процессом разработки в наиболее тривиальном виде, а также с принципиально новой для него операционной системой Linux. В конце своего хабрапоста я напишу список литературы и полезные ссылки.

Читайте также: What is windows dna

Начнем с того, что нам понадобится:
-Дистрибутив Linux (возьмем Ubuntu);
-Установленный компилятор g++;
-Обычный текстовый редактор (gedit);
-Терминал;

Источник

Программирование под Linux

Все действия в операционной системе выполняются с помощью программ, поэтому многим новичкам интересно не только использовать чужие программы, а писать свои. Многие хотят внести свой вклад в кодовую базу OpenSource.

Это обзорная статья про программирование под Linux. Мы рассмотрим какие языки используются чаще всего, рассмотрим основные понятия, а также возможности, разберем как написать простейшую программу на одном из самых популярных языков программирования, как ее вручную собрать и запустить.

1. На чем пишут программы?

Исторически сложилось так, что ядро Unix было написано на языке Си. Даже более того, этот язык был создан для написания ядра Unix. Поскольку ядро Linux было основано на ядре Minix (версии Unix), то оно тоже было написано на Си. Поэтому можно сказать, что основной язык программирования для Linux это Си и С++. Такая тенденция сохранялась на протяжении долгого времени.

А вообще, писать программы для Linux можно почти на любом языке начиная от Java и Python и заканчивая С# и даже Pascal. Для всех языков есть компиляторы и интерпретаторы. Писать программы на С++ сложно, а Си многими уже считается устаревшим, поэтому множество программистов используют другие языки для написания программ. Например, множество системных инструментов написаны на Python или Perl. Большинство программ от команды Linux Mint, установщик Ubuntu и некоторые скрипты apt написаны на Python. Множество скриптов, в том числе простые скрипты оптимизации написаны на Perl. Иногда для скриптов используется Ruby. Это скрипты OpenShift или, например, фреймворк Metasploit. Некоторые разработчики кроссплатформенных программ используют Java. Но основные компоненты системы написаны все же на Си.

Мы не будем рассматривать основы Си в этой статье. Си — сложный язык и вам понадобится прочитать как минимум одну книгу и много практиковаться чтобы его освоить. Мы рассмотрим как писать программы на Си в Linux, как их собирать и запускать.

2. Библиотеки

Естественно, что если вам необходимо вывести строку или изображение на экран, то вы не будете напрямую обращаться к видеокарте. Вы просто вызовете несколько функций, которые уже реализованы в системе и передадите им данные, которые нужно вывести на экран. Такие функции размещаются в библиотеках. Фактически, библиотеки — это наборы функций, которые используются другими программами. В них находится такой же код, как и в других программах, разница лишь в том, там необязательно присутствие функции инициализации.

Библиотеки делятся на два типа:

Статические — они связываются с программой на этапе компиляции, они связываются и после этого все функции библиотеки доступны в программе как родные. Такие библиотеки имеют расширение .a;
Динамические — такие библиотеки встречаются намного чаще, они загружены в оперативную память, и связываются с программной динамически. Когда программе нужна какая-либо библиотека, она просто вызывает ее по известному адресу в оперативной памяти. Это позволяет экономить память. Расширение этих библиотек — .so, которое походит от Shared Object.

Таким образом, для любой программы на Си нужно подключать библиотеки, и все программы используют какие-либо библиотеки. Также важно заметить, на каком языке бы вы не надумали писать, в конечном итоге все будет сведено к системным библиотекам Си. Например, вы пишите программу на Python, используете стандартные возможности этого языка, а сам интерпретатор уже является программой на Си/С++, которая использует системные библиотеки для доступа к основным возможностям. Поэтому важно понимать как работают программы на Си. Конечно, есть языки, вроде Go, которые сразу переводятся на ассемблер, но там используются принципы те же, что и здесь. К тому же системное программирование linux, в основном, это Си или С++.

3. Процесс сборки программы

Перед тем как мы перейдем к практике и создадим свою первую программу, нужно разобрать как происходит процесс сборки, из каких этапов он состоит.

Каждая серьезная программа состоит из множества файлов, это файлы исходников с расширением .c и заголовочные файлы с расширением .h. Такие заголовочные файлы содержат функции, которые импортируются в программу из библиотек или других файлов .с. Перед тем. как компилятор сможет собрать программу и подготовить ее к работе, ему нужно проверить действительно ли все функции реализованы, доступны ли все статические библиотеки и собрать ее в один файл. Поэтому, первым делом выполняется препроцессор, который собирает исходный файл, выполняются такие инструкции, как include для включения кода заголовочных файлов.

Читайте также: Линукс минт с гномом

На следующем этапе к работе приступает компилятор, он выполняет все необходимые действия над кодом, разбирает синтаксические конструкции языка, переменные и преобразовывает все это в промежуточный код, а затем в код машинных команд, который мы можем потом посмотреть на языке ассемблера. Программа на этом этапе называется объектный модуль и она еще не готова к выполнению.

Далее к работе приступает компоновщик. Его задача связать объектный модуль со статическими библиотеками и другими объектными модулями. Для каждого исходного файла создается отдельный объектный модуль. Только теперь программа может быть запущена.

А теперь, давайте рассмотрим весь єтот процесс на практике с использованием компилятора GCC.

4. Как собрать программу

Для сборки программ в Linux используется два типа компиляторов, это Gcc и Clang. Пока что GCC более распространен, поэтому рассматривать мы будем именно его. Обычно, программа уже установлена в вашей системе, если же нет, вы можете выполнить для установки в Ubuntu:

Перед тем как мы перейдем к написанию и сборке программы, давайте рассмотрим синтаксис и опции компилятора:

$ gcc опции исходный_файл_1.с -o готовый_файл

С помощью опций мы говорим утилите что нужно сделать, какие библиотеки использовать, затем просто указываем исходные файлы программы. Давайте рассмотрим опции, которые будем сегодня использовать:

-o — записать результат в файл для вывода;
-c — создать объектный файл;
-x — указать тип файла;
-l — загрузить статическую библиотеку.

Собственно, это все самое основное, что нам понадобится. Теперь создадим нашу первую программу. Она будет выводить строку текста на экран и чтобы было интереснее, считать квадратный корень из числа 9. Вот исходный код:

printf(«Корень: %fn», sqrt(9));

Я специально добавил функцию корня чтобы показать как работать с библиотеками. Сначала нужно собрать объектный файл. Перейдите в папку с исходниками и выполните:

Это этап компиляции, если в программе нет ошибок, то он пройдет успешно. Если исходных файлов несколько, то такая команда выполняется для каждого из них. Далее выполняем линковку:

Обратите внимание на опцию -l, с помощью нее мы указываем какие библиотеки нужно подключить, например, здесь мы подключаем библиотеку математических функций, иначе компоновщик просто не найдет где есть та или иная функция. Только после этого можно запустить программу на выполнение:

Конечно, все эти действия могут быть выполнены и с помощью различных графических сред, но выполняя все вручную, вы можете лучше понять как все работает. С помощью команды ldd вы можете посмотреть какие библиотеки использует наша программа:

Это две библиотеки загрузчика, стандартная libc и libm, которую мы подключили.

5. Автоматизация сборки

Когда мы рассматриваем программирование под Linux невозможно не отметить систему автоматизации сборки программ. Дело в том, что когда исходных файлов программы много, вы не будете вручную вводить команды для их компиляции. Можно записать их один раз, а затем использовать везде. Для этого существует утилита make и файлы Makefile. Этот файл состоит из целей и имеет такой синтаксис:

В качестве зависимости цели может быть файл или другая цель, основная цель — all, а команда выполняет необходимые действия по сборке. Например, для нашей программы Makefile может выглядеть вот так:

gcc -lm program.o -o program

gcc -c program.c -o program.o

Затем вам достаточно выполнить команду make для запуска компиляции, только не забудьте удалить предыдущие временные файлы и собранную программу:

Программа снова готова и вы можете ее запустить.

Выводы

Создание программ Linux очень интересно и увлекательно. Вы сами убедитесь в этом, когда немного освоитесь в этом деле. Сложно охватить все в такой небольшой статье, но мы рассмотрели самые основы и они должны дать вам базу. В этой статье мы рассмотрели основы программирования в linux, если у вас остались вопросы, спрашивайте в комментариях!

Курс программирования на Си под Linux:

Источник