Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
Стало ясно, что тема очень актуальная. Были учтены некоторые ошибки и вопросы, в результате было принято решение проведения второго мастер-класса. Дополненного и исправленного!
Мастер-класс программирование на си под Linux. Изучаем основное API.
Данный мастер-класс предназначен для людей, которые хотят изучить API *nix подобных ОС, в частности под Linux. Здесь будут рассмотрены особенности разработки под ОС Linux, которые включают в себя:
- Ознакомление с процессом сборки ПО и специфики компилятора C из состава GCC
- Разработка и использование разделяемых библиотек
- Отладка программ
- Изучение механизмов низкоуровнего файлового ввода-вывода
- Изучение механизмов обеспечения многозадачности и межпроцессного взаимодействия
- Применение файловых и сетевых сокетов
- Изучение и применение механизма сигналов
- Изучение процессов, потоков их различие, использование многопоточности, изучение механизмов синхронизации потоков и их проблем
- Создание демонов, изучение различия между демонами и прикладным ПО
- Изучение особенностей консольного ввода-вывода
- Применение отображаемых в память файлов и их использование
Требования к участникам мастер-класса: Знание языка си, на уровне книги Б.В. Керниган,Д.М. Ричи "ЯЗЫК С".
Стоимость данного мастер-класса будет составлять 6 000 рублей.
Место проведения - город Москва, в помещении Хакспейса Нейрон.
Даты проведения: Ориентировочно 4 июля (понедельник), по 7 июля (четверг) с 10 до 17 с перерывом на обед и перерывами на чай/кофе.
Онлайн трансляции не планируется.
Количество человек в группе: 8-10.
Запись ведётся по электронной почте [email protected] либо в комментариях к этому посту. Для записи необходимо ваше Ф.И.О. (полностью) и контактные данные (номер телефона и почта). Желательно описать цели посещения этого мастер-класса, уровень подготовки и род занятий.
Подробная программа курса:
Модуль 1. Введение
- Ознакомление со спецификой сборки ПО в GNU/Linux
- Ознакомление с консольными текстовыми редакторами (vi,nano,mcedit)
- Работа с отладчиком gdb
- Ручная и автоматическая сборка ПО (Makefile)
- Модель Клиент-Интерфейс-Сервер (КИС)
- Статическая сборка библиотек
- Совместно используемые библиотеки
- Работа с переменными окружения
- Обзор механизмов ввода-вывода в Linux (Ubuntu)
- Файловые дескрипторы
- Системные вызовы: open, close, write, read и lseek
- Типы файлов
- Индексные дескрипторы и жесткие ссылки
- Права доступа к файлу
- Файловая система proc
- Два способа прочесть содержимое директории
- Разреженные файлы и специфика их применения
- Блокировка областей файла
- Механизмы межпроцессного взаимодействия Linux (Ubuntu)
- Неименованные каналы (pipes)
- Именованные каналы (named pipes)
- Сообщения (message queue)
- Разделяемая память (shared memory)
- Семафоры (semaphores)
- Сокеты в файловом пространстве имен (UNIX-сокеты)
- Парные сокеты (pair sockets)
- Сетевые сокеты (sockets)
- Знакомство с сигналами (signals)
- Отличие сигналов от других механизмов межпроцессного взаимодействия
- Специфика обработки сигналов (signal handling)
- Модуль 6. Процессы
- Клонирование процессов — fork()
- Замена исполняемого процесса — exec()
- Зомби (zombies) — причины возникновения и способы их устранения
- Потоки и процессы
- Специфика построения многопоточных приложений (multithreading)
- Досрочное завершение потока
- Создание обработчика завершения потока
- Средства синхронизации потоков (synchronize primitives)
- Атрибуты потоков
- Отличие демона от консольной утилиты
- Специфика разработки демонов (daemons)
- Создание демона использующего сетевые сокеты
- Специфика разработки консольных приложений
- Предотвращение перенаправления вывода
- Управление терминалом
- Сокрытие пароля пользователя при аутентификации
- Управление терминалом с помощью ESC-последовательностей
- Отображение обычного файла
- Совместный доступ к файлу
- Частные отображения
- Другие применения mmap
- Специфика разработки 64-битных приложений
- Использование библиотеки ncurses
Помню, когда я только начинал программировать, у меня возник вопрос: «Как скомпилировать программу на C в Ubuntu?» Для новичков это не легкая задача, как может показаться на первый взгляд.
Мой путь изучения C начался с бестселлера «Брайан Керниган, Деннис Ритчи, Язык программирования C, 2-е издание» . Там рассказывается как скомпилировать программу в операционной системе Unix, но этот способ не работает в Linux. Авторы книги выкрутились, написав следующее:
В других системах это процедура будет отличаться. Обратитесь к справочнику или специалисту за подробностями.
Побуду специалистом:) и расскажу в данной статье, как скомпилировать первые программы на C и заодно на C++ в терминале Ubuntu.
Текстовый редактор gedit
Для написания первых программ подойдет обычный, используемый по умолчанию в Ubuntu, текстовый редактор с подсветкой синтаксиса — gedit.Рис. 1. Запуск текстового редактора. |
Первой программой по традиции является «Hello, World!» , выводящее приветствие на экран:
#include
Печатаем или копируем текст программы в gedit и сохраняем в файл Hello.c , например, на рабочий стол. Не самое лучше место для сохранения, но это позволит рассмотреть случай, когда в имени директории содержится пробел.
Рис. 2. Программа hello, World. |
Компиляция программы на C
Теперь запускаем терминал, можно через Dash, а можно с помощью горячих клавишSudo apt install build-essential
Для установки требуется ввести пароль, при вводе которого может сложиться впечатление, что ничего не происходит, но на самом деле терминал просто в целях безопасности не отображает символы.
Далее в терминале нам необходимо перейти в директорию, куда сохранили файл с текстом программы. Перемещение выполняется командой cd (англ. change directory — изменить каталог). Чтобы воспользоваться командой в начале пишется cd , затем через пробел путь, куда нужно перейти.
Для перехода на рабочий стол, команда будет следующей:
Cd ~/Рабочий\ стол
Обратите внимание на символ обратной косой черты
\ в имени директории Рабочий стол. Обратная косая экранирует пробел, и сообщает команде cd , что пробел и следующие за ним символы являются частью имени. Символ ~ в начале пути обозначает путь до домашней папки
пользователя.
Для просмотра содержимого директории применяется команда ls (сокращение от англ. list).
Команда компиляции для программы на C выглядит следующим образом:
Gcc -Wall -o hello hello.c
где:
- gcc — компилятор для языка программирования C;
- -Wall — ключ вывода всех предупреждений компилятора;
- -o hello — с помощью ключа -o указывается имя выходного файла;
- hello.c — имя нашего исходного файла, который компилируем.
В завершение запустим hello , вводом имени программы с префиксом./ :
./hello
Префикс./ сообщает терминалу о необходимости выполнить программу с заданным именем в текущем каталоге. (Точка — это условное название текущего каталога.)
Компиляция программы на С++
Программы на C++ компилируются аналогично, как и программы на C. «Hello, World!» на C++ можно написать так: #include
Сохраняем текст программы в файл под именем hello2.cpp . Таким образом, команда компилирования будет иметь вид:
G++ -Wall -o hello2 hello2.cpp
Для запуска результата вводим в терминале:
Заключение
Данный способ позволяет скомпилировать программу лишь из одного файла с исходным кодом. Но этого вполне достаточно, чтобы начать изучение языков программирования C/C++ по книгам или по статьям в интернете.Более подробно об программировании в Ubuntu или в любом другом дистрибутиве Linux можно прочитать в книгах:
- Иванов Н. Н. — Программирование в Linux. Самоучитель. — 2-е издание;
- Нейл Метьэ, Ричард Стоунс — Основы программирования в Linux: Пер. с англ. — 4-е издание;
- Колисниченко Д. Н. — Разработка Linux-приложений.
О том, как установить полноценный компилятор СИ и С++ на Windows я уже писал в статье: .
Но эти языки кросплатформенные, к тому же многие используют линукс не только как домашнюю систему, но и как рабочий инструмент. Плюс в последнее время возрос процент пользователей Linux. И многие из них хотят учиться программировать. Поэтому сегодня я расскажу вам как же установить компилятор C и C++ на систему Linux.
Если вы пользуетесь windows, но хотите попробовать Linux, то ознакомьтесь с моими статьями по виртуальной рабочей машине: .
Итак, линукс установлен, интернет подключен. Открываем консоль и прописываем команду установки компиляторов.
$sudo apt-get install gcc g++
Вот и все, компиляторы установлены. Теперь осталось проверить.
Заходим в домашнюю папку и создаем файл hello.c, открываем его и пишем простую программку:
#include main() { printf("Hello\n"); }
Затем открываем консоль и компилируем скрипт в программу:
$gcc hello.c -o hello
Все, в папке должна появиться программа hello. Теперь запустим её.
$./hello
Но программировать в простом блокноте и компилировать в консоли — это особое извращение. Нам же нужна мало-мальски нормальная IDE для программирования на С и С++ со встроенным компилятором.
Если вы читали мою статью , то вы поняли о чем идет речь. Да, мы установим Geany. Это отличная среда разработки для многих языков. Писать консольные программы в ней само удовольствие.
Открываем консоль и пишем:
$sudo apt-get install geany
Соглашаемся с установкой и ждем ее окончания. После чего запускаем программу.
Открываем в ней тот самый файл hello.c и немного модифицируем его, затем жмем на кнопку похожую на кирпич «Собрать текущий файл» и запускаем красной кнопкой «Посмотреть или запустить текущий файл». И у нас появиться консольное окно с результатом.
Всем привет! Это первая статья о программировании на Си, в котором мы настроим тестовый редактор и узнаем немного о истории языка Си, возможностях, преимуществах и недостатках.
Языку Си в 2012 году исполнилось 40 лет. Си стал родоначальником C++, Java, Perl, C#, JavaScript и тд. Это самый популярный язык программирования в мире. Си процедурный язык программирования. Файлы кода имеют расширение.c а заголовочные файлы.h. На Си вы можете программировать для Linux, Windows, Windows Phone, Mac OS, iOS, Android и тд. Любой программист должен владеть языком программирования Си. Что бы стать программистом читать одних книг и статей мало. Нужно еще и практиковать. Поэтому мы рассмотрим наши уроки обязательно с примерами. Если у вас возникнет какие то вопросы, то можете задавать в комментариях. Так же этим мануалом могут пользоваться пользователи Windows и Mac OS. Пользователи других ОС могут пользоваться например NetBeans в качестве компилятора (NetBeans поддерживает не только Си но и Java, PHP, C++, Python и Ruby)
Настройка
Для программирования на понадобится текстовый редактор (gedit) и компилятор (gcc - входит в состав Ubuntu). Компилятор настраивать не нужно, а вот текстовый редактор настроим сейчас.
Откройте Правка -> Настройки . Установите галочки на следующие пункты:
- Показывать номера строк;
- Подсвечивать текущую строку;
- Подсвечивать парные скобки;
- Можно так же изменить тему в вкладке Шрифты и цвета.
Пара выполненных «махинаций» с gedit упростят на работу с текстовым редактором. А в дальнейшем мы рассмотрим какой-нибудь IDE (интегрирования среда разработки).
C - это достаточно "древний" язык программирования, он сформировался в начале 70-х. Не смотря на это, C - живой язык в том смысле, что он активно применяется в настоящее время. Он был придуман, использовался и используется для написания существенных частей программного кода Unix-подобных операционных систем. Также на нем пишут утилиты, компиляторы и реже прикладные программы. Поэтому C называют системным языком программирования.
Его живучесть можно объяснить тем, что принципы работы операционных систем относительно универсальны, они не подвержены тому прогрессу и разнообразию, которые можно наблюдать в среде десктопного и мобильного ПО, Web-приложений. C не является языком достаточно высокого уровня, он ближе к архитектуре компьютера. В результате программы на C получаются компактными и быстрыми.
C не поддерживает объектно-ориентированного программирования. Поддержка ООП реализована в C++. Хотя последний возник на основе языка C, он не является его "продолжением", а представляет собой отдельный язык, который можно изучать, не зная C. Однако изучение C полезно перед знакомством с его "продвинутым младшим братом", т.к. синтаксис языков похож, C не перегружает мозг начинающего программиста сверхвозможностями и приучает к пониманию сути происходящего.
Подходит ли C для первого знакомства с программированием? Если вы не обучаетесь в вузе по специальности, связанной с IT, то нет. C предполагает понимание организации и принципов работы аппаратного обеспечения, в частности – памяти. Здесь многое делается с помощью указателей, они играют ключевую роль; эта тема достаточно сложная для понимания и обычно не изучается в школе.
Конечно, с помощью C можно изучать основы программирования и не изучать при этом указатели. Однако человек будет думать, что знает C, мало зная о нем по существу. Язык C был создан разбирающимися в устройстве «железа» профессиональными программистами для написания операционной системы UNIX. Его не задумывали как язык для обучения начинающих.
Среды и компиляторы для программирования на C
Если вы пользуетесь одним из дистрибутивов GNU/Linux, вам подойдет любой текстовый редактор с подсветкой синтаксиса, также понадобятся GCC и терминал.
Существуют редакторы для программистов, включающие различные дополнения, в том числе терминал, просмотр каталогов и др. Например, Geany или Atom.
C – компилируемый язык программирования. В GNU/Linux для получения исполняемых файлов используется GCC – набор компиляторов, включающий в том числе компилятор для C. Чтобы из исходного файла (обычно таким файлам дают расширение *.с) получить исполняемый, надо выполнить в терминале команду примерно следующего вида:
gcc -o hello hello.c
Где gcc - команда, запускающая программу, выполняющую компиляцию и иные действия; -o – ключ, сообщающий, что мы вручную указываем имя исполняемого файла; hello – имя получаемого исполняемого файла; hello.c – имя файла с исходным кодом. Имя исполняемого файла можно не указывать:
gcc hello.c
В этом случае исполняемый файл будет иметь имя по умолчанию a.out.
Для Windows существует свой набор компиляторов – MinGW. Его можно использовать самостоятельно, однако он входит в состав простой среды разработки Dev-C++ , которая может оказаться хорошим выбором для обучения программированию на языках C и С++.
При сохранении выбирайте тип файла "C source files (*.c)". Компиляция и запуск программы выполняется при нажатии клавиши F9. После исполнения программа сразу закрывается и результат невозможно увидеть. Чтобы этого не происходило, прописывают две дополнительные строки: #include
"Hello World" в GNU/Linux:
#include
"Hello World" в Windows:
#include
С другой стороны, существует большое количество кроссплатформенных сред разработки. Например, Eclipse + модуль CDT, KDevelop, CLion. Последняя платна, выпускается компанией JetBrains – лидером в разработке IDE, однако имеет 30-ти дневный триальный период, чего может быть достаточно для обучения. CLion удобнее других IDE.
"Hello World" на C
На примере простейшей программы сразу отметим некоторые особенности языка программирования C.
В языке C роль основной ветки программы берет на себя функция main(). Эта функция всегда должна присутствовать в законченной программе на языке C, и исполнение программы начинается именно с нее. Однако объявленные внутри нее переменные не являются глобальными, их область видимости простирается только на main(). Тем не менее в языке программирования C почти весь программный код заключается в функции, и функция main() является главной и обязательной.
По умолчанию функция main() возвращает тип данных int, поэтому можно не указывать тип возвращаемых данных. Однако компилятор в этом случае выносит предупреждение.
Функция printf() предназначена для вывода данных. Ее назначение аналогично процедуре write() языка Pascal и функции print() в Python. Функция printf() после вывода не выполняет переход на новую строку. Поэтому для перехода используется специальный символ, который обозначается комбинацией \n. Законченные выражения на языке C разделяются точкой с запятой.
В языке C функции ввода-вывода не являются частью языка. Например, в Python нам не надо импортировать никакой модуль, чтобы пользоваться функциями print() и input(). В C же мы не можем просто вызвать функцию printf(), т.к. в самом C ее просто нет. Эту функцию, а также ряд других, можно подключить с помощью заголовочного файла stdio.h. Именно для этого в начале программы прописана строка #include
В заголовочных файлах (они оканчиваются на *.h) обычно содержаться объявления тех или иных функций. Объявление - это просто описание функции: какие параметры она принимает и что возвращает. Сам код функции (определение) находится не в заголовочном файле, а в библиотеках (других файлах), которые могут быть уже скомпилированы и расположены в системных каталогах. Перед компиляцией программы запускается препроцессор языка C. Помимо прочего он включает в начало файла программы содержимое указанных в ней заголовочных файлов.
Практическая работа
Закомментируйте 1 первую строчку кода программы HelloWorld. Попробуйте скомпилировать программу. Удалось ли получить исполняемый файл? Какое предупреждение выдал компилятор?
1 // - однострочный комментарий на языке C; /* … */ - многострочный комментарий на языке C.