Марк Митчелл - Программирование для Linux. Профессиональный подход
int main() {
printf("Hello, worldn");
}
Нажатие клавиши <Tab> в строке вызова функции printf() приведет к следующему результату:
int main() {
printf("Hello, worldn");
}
По мере работы с редактором Emacs читатели изучат и другие средства форматирования. Особенность редактора заключается в том. что он позволяет программировать практически любые операции, связанные с автоматическим форматированием. Благодаря этому были реализованы режимы редактирования множества видов документов, разработаны игры[3] и даже СУБД.
1.1.3. Синтаксические выделения
Помимо форматирования программного кода Emacs упрощает чтение файлов, написанных на C/C++, выделяя цветом различные синтаксические элементы. Например, ключевые слова могут быть выделены одним цветом, названия встроенных типов данных — другим, а комментарии — третьим. Подобный подход облегчает нахождение некоторых широко распространенных синтаксических ошибок.
Чтобы включить режим цветовых выделений, откройте файл ~/.emacs и вставьте в него такую строку:
(global-font-lock-mode t)
Сохраните файл, выйдите из Emacs и перезапустите редактор. Теперь можете открыть нужный исходный файл и наслаждаться!
Внимательные читатели, возможно, обратили внимание на то, что строка, вставленная в файл .emacs, выглядит написанной на языке LISP. Это и есть LISP! Большая часть редактора Emacs реализована именно на этом языке. На нем же можно писать расширения к редактору.
1.2. Компиляторы GCC
Компилятор превращает исходный текст программы, понятный человеку, в объектный код. исполняемый компьютером. Компиляторы, доступные в Linux-системах, являются честью коллекции GNU-компиляторов, известной как GCC (GNU Compiler Collection).[4] В нее входят компиляторы языков С, C++, Java, Objective-C, Fortran и Chill. В этой книге нас будут интересовать лишь первые два.
Предположим, имеется проект, в который входят два исходных файла: один написан на С (main.c; листинг 1.1), а другой — на C++ (reciprocal.cpp; листинг 1.2). После компиляции оба файла компонуются вместе, образуя программу reciprocal,[5] которая вычисляет обратное заданного целого числа.
Листинг 1.1. (main.c) Исходный файл на языке С#include <stdio.h>
#include "reciprocal.hpp"
int main(int argc, char **argv) {
int i;
i = atoi(argv[1]);
printf("The reciprocal of %d is %gn", i, reciprocal(i));
return 0;
}
Листинг 1.2. (reciprocal.cpp) Исходный файл на языке C++#include <cassert>
#include "reciprocal.hpp"
double reciprocal (int i) {
// Аргумент не должен быть равен нулю
assert(i != 0);
return 1.0/i;
}
Есть также файл заголовков, который называется reciprocal.hpp (листинг 1.3).
Листинг 1.3. (reciprocal.hpp) Файл заголовков#ifdef __cplusplus
extern "С" {
#endif
extern double reciprocal(int i);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
Первый шаг заключается в превращении исходных файлов в объектный код.
1.2.1. Компиляция одного исходного файла
Компилятор языка С называется gcc. При компиляции исходного файла нужно указывать опцию -с. Вот как, например, в режиме командной строки компилируется файл main.с:
% gcc -с main.с
Полученный объектный файл будет называться main.o.
Компилятор языка C++ называется g++. Он работает почти так же, как и gcc. Следующая команда предназначена для компиляции файла reciprocal.cpp:
% g++ -c reciprocal.cpp
Опция -с говорит компилятору о необходимости получить на выходе объектный файл (он будет называться reciprocal.o). Без неё компилятор g++ попытается скомпоновать программу и создать исполняемый файл.
В процессе написания любой более-менее крупной программы обычно задействуется ряд дополнительных опций. К примеру, опция -I сообщает компилятору о том, где искать файлы заголовков. По умолчанию компиляторы GCC просматривают текущий каталог, а также каталоги, где установлены файлы стандартных библиотек. Предположим, наш проект состоит из двух каталогов: src и include. Следующая команда даст компилятору g++ указание дополнительно искать файл reciprocal.hpp в каталоге ../include :
% g++ -с -I ../include reciprocal.cpp
Иногда требуется задать макроконстанты в командной строке. Например, в коммерческой версии программы нет необходимости осуществлять избыточную проверку утверждения в файле reciprocal.cpp; она нужна лишь в целях отладки. Эта проверка отключается путем определения макроконстанты NDEBUG. Можно, конечно, явно добавить в файл директиву #define, но это означает изменение исходного текста программы. Проще сделать то же самое в командной строке:
% g++ -c -D NDEBUG reciprocal.cpp
Аналогичным образом можно задать конкретный уровень отладки:
% g++ -с -D NDEBUG=3 reciprocal.cpp
При написании коммерческих программ оказываются полезными средства оптимизации кода, имеющиеся в компиляторах GCC. Есть несколько уровней оптимизации; для большинства программ подходит второй. Следующая команда компилирует файл reciprocal.cpp с включенным режимом оптимизации второго уровня:
% g++ -с -O2 reciprocal.cpp
Учтите, что средства оптимизации усложняют отладку программы. Кроме того, бывают случаи, когда наличие оптимизации приводит к проявлению скрытых ошибок, незаметных ранее.
Компиляторы gcc и g++ принимают множество различных опций. Получить их полный список можно в интерактивной документации. Для этого введите следующую команду:
% info gcc
1.2.2. Компоновка объектных файлов
После того как файлы main.c и reciprocal.cpp скомпилированы, необходимо скомпоновать их. Если в проект входит хотя бы один файл C++, компоновка всегда осуществляется с помощью компилятора g++. Если же все файлы написаны на языке С, нужно использовать компилятор gcc. В нашем случае имеются файлы обоих типов, поэтому требуемая команда выглядит так:
% g++ -о reciprocal main.o reciprocal.o
Опция -о задает имя файла, создаваемого в процессе компоновки. Теперь можно осуществить запуск программы reciprocal:
% ./reciprocal 7
The reciprocal of 7 is 0.142857
Как видите, компилятор g++ автоматически подключил к проекту стандартную библиотеку языка С, содержащую реализацию функции printf(). Для компоновки дополнительных библиотек (например, модуля функций графического интерфейса пользователя) необходимо воспользоваться опцией -l. В Linux имена библиотек почти всегда начинаются с префикса lib. Например, файл подключаемого модуля аутентификации (Pluggable Authentication Module, РАМ) называется libpam.a. Чтобы скомпоновать его с имеющимися файлами, введите такую команду:
% g++ -о reciprocal main.o reciprocal.o -lpam
Компилятор автоматически добавит к имени библиотеки префикс lib и суффикс .a.
Как и в случае с файлами заголовков, компилятор ищет библиотечные файлы в стандартных каталогах, в частности /lib и /usr/lib. Для задания дополнительных каталогов предназначена опция -L, которая аналогична рассматривавшейся выше опции -I. Следующая команда сообщает компоновщику о том, что поиск библиотечных файлов нужно осуществлять прежде всего в каталоге /usr/local/lib/pam:
% g++ -o reciprocal main.o reciprocal.o -L/usr/local/lib/pam -lpam
В отличие от препроцессора, автоматически ведущего поиск файлов заголовков в текущем каталоге, компоновщик просматривает лишь стандартные каталоги. Поэтому, если библиотечный файл находится в текущем каталоге, об этом нужно сообщить явно с помощью опции -L. Например, после выполнения следующей команды компоновщик будет искать в текущем каталоге библиотеку test:
% gcc -o app app.o -L. -ltest
1.3. Автоматизация процесса с помощью GNU-утилиты make
Те, кто программируют в Windows, привыкли работать в той или иной интегрированной среде разработки. Программист добавляет в нее исходные файлы, а среда автоматически создает проект. Аналогичные среды доступны и в Linux, но мы не будем рассматривать их. Вместо этого мы научим читателей работать с GNU-утилитой make, знакомой большинству Linux-программистов. Она позволяет автоматически перекомпилировать программу.
Основная идея утилиты make проста. Ей указываются целевые модули, участвующие в процессе построения исполняемого файла, и правила, по которым протекает этот процесс. Также задаются зависимости, определяющие, когда конкретный целевой модуль должен быть перестроен.
