Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

• Название: Основы программирования в Linux
• Автор: Нейл Мэтью
• Издательство: «БХВ-Петербург»
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-9775-0289-4

В четвертом издании популярного руководства даны основы программирования в операционной системе Linux. Рассмотрены: использование библиотек C/C++ и стан­дартных средств разработки, организация системных вызовов, файловый ввод/вывод, взаимодействие процессов, программирование средствами командной оболочки, создание графических пользовательских интерфейсов с помощью инструментальных средств GTK+ или Qt, применение сокетов и др. Описана компиляция программ, их компоновка c библиотеками и работа с терминальным вводом/выводом. Даны приемы написания приложений в средах GNOME® и KDE®, хранения данных с использованием СУБД MySQL® и отладки программ. Книга хорошо структурирована, что делает обучение легким и быстрым.

Для начинающих Linux-программистов

---

Следовательно, нужно было либо задавать правило для каждого отдельного исходного файла, либо научить make новому правилу для создания объектных файлов из файлов с расширением cpp. Учитывая, что в том проекте было довольно большое количество исходных файлов, определение нового правила сэкономило бы много времени на наборе и существенно облегчило бы добавление новых исходных файлов в проект.

Для вставки правила с новым суффиксом сначала добавьте строку в make-файл, информирующую команду make о новом суффиксе; далее можно написать правило, используя новый суффикс. Команда make применяет специальную синтаксическую запись

.<old_suffix>.<new_suffix>:

для определения общего правила создания файлов с новым суффиксом из файлов с тем же основным именем, но старым суффиксом.

Далее приведен фрагмент make-файла с новым общим правилом для компиляции файлов с суффиксом .срр в файлы с суффиксом .о:

.SUFFIXES: .cpp

.cpp.o:

 $ (CC) -xc++ $(CFLAGS) -I$(INCLUDE) -с $<

Особая зависимость .cpp.o: информирует команду make о том, что следующие правила предназначены для трансляции файла с суффиксом .cpp в файлы с суффиксом .о. При написании этой зависимости применяются имена специальных макросов, поскольку неизвестны реальные имена файлов, которые будут транслироваться. Для того чтобы понять это правило, нужно просто вспомнить, что символы $< заменяются начальным именем файла (со старым суффиксом). Имейте в виду, что вы сообщили make только о том, как получить из файла с суффиксом .cpp файл с суффиксом .о; как из объектного файла получить двоичный исполняемый файл, команда make уже знает.

После запуска команда make применяет ваше новое правило для получения из файла bar.cpp файла bar.o; далее она использует свои встроенные правила для превращения файла с суффиксом .о в исполняемый файл. Дополнительный флаг -xc++ должен сообщить программе gcc о том, что она имеет дело с исходным файлом на языке C++.

В наши дни команда make знает, как работать с исходными файлами на С++ с расширениями cpp, но данный метод полезен для преобразования файла одного типа в файл другого типа.

Самые последние версии команды make включают в себя альтернативную синтаксическую запись для достижения того же эффекта и многое другое. Например, правила с шаблонами используют знак подстановки % для сопоставления имен файлов и не полагаются на одни лишь расширения этих имен.

Далее приведено правило с шаблоном, эквивалентное предыдущему правилу с суффиксом .cpp:

%.cpp: %o

 $(СС) -xc++ $(CFLAGS) -I$(INCLUDE) -с $<

Управление библиотеками с помощью make

Когда вы работаете над большими проектами, часто удобно управлять компиляцией нескольких программных единиц с помощью библиотеки. Библиотеки — это файлы, в соответствии с соглашением имеющие расширение a (archive) и содержащие коллекцию объектных файлов. Для работы с библиотеками у команды make есть специальная синтаксическая запись, которая существенно облегчает управление ими.

Синтаксическая запись lib(file.о) означает объектный файл file.o, хранящийся в библиотеке lib.а. У команды make есть встроенное правило для управления библиотеками, которое обычно эквивалентно приведенному далее фрагменту:

.с.а:

 $(CC) -с $(CFLAGS)

 $< $(AR) $(ARFLAGS) $@ $*.о

Макросы $(AR) и $(ARFLAGS) подразумевают команду ar и опции rv соответственно. Довольно краткая синтаксическая запись информирует команду make о том, что для включения файла .с в библиотеку .а следует применить два следующих правила:

□ первое правило говорит о том, что команда make должна откомпилировать исходный файл и сформировать объектный файл;

□ второе правило предписывает применить команду ar для модификации библиотеки, заключающейся в добавлении нового объектного файла.

Итак, если у вас есть библиотека fud, содержащая файл bas.o, в первом правиле $< заменяется именем bas.c. Во втором правиле $@ заменяется именем библиотеки fud.а и $* заменяется именем bas.

Выполните упражнение 9.4.

Упражнение 9.4. Управление библиотекой

Правила управления библиотеками очень просто применять на практике. В этом упражнении вы измените свое приложение, сохранив файлы 2.o и 3.o в библиотеке mylib.a. Make-файл потребует лишь нескольких изменений и его новый вариант Makefile5 будет выглядеть следующим образом:

all: myapp

# Какой компилятор

CC = gcc

# Куда установить

INSTDIR = /usr/local/bin

# Где хранятся файлы include

INCLUDE =

# Опции для разработки

CFLAGS = -g -Wall -ansi

# Опции для рабочей версии

# CFLAGS = -O -Wall -ansi

# Локальные библиотеки

MYLIB = mylib.a

myapp: main.o $(MYLIB)

 $(CC) -o myapp main.o $(MYLIB)

$(MYLIB): $(MYLIB)(2.o) $(MYLIB)(3.o)

main.o: main.c a.h

2.o: 2.c a.h b.h

3.o: 3.c b.h c.h

clean:

 -rm main.o 2.o 3.o $(MYLIB)

install: myapp

 @if [ -d $(INSTDIR) ]; \

 then \

  cp myapp $(INSTDIR);\

  chmod a+x $(INSTDIR)/myapp;\

  chmod og-w $(INSTDIR)/myapp;\

  echo "Installed in $(INSTDIR)";\

 else \

  echo "Sorry, $(INSTDIR) does not exist";\

 fi

Обратите внимание на то, как вы разрешили правилам по умолчанию выполнить большую часть работы. Теперь проверьте новую версию make-файла:

$ rm -f myapp *.o mylib.a

$ make -f Makefile5

gcc -g -Wall -ansi -с -o main.о main.c

gcc -g -Wall -ansi -с -o 2.о 2.c

ar rv mylib.a 2.o

a - 2.o

gcc -g -Wall -ansi -с -о 3.o 3.c

ar rv mylib.a 3.o

a - 3.о

gcc -o myapp main.о mylib.a

$ touch c.h

$ make -f Makefile5

gcc -g -Wall -ansi -с -о 3.o 3.c

ar rv mylib.a 3.o

r - 3.о

gcc -o myapp main.о mylib.a

$

Как это работает

Сначала вы удаляете все объектные файлы и библиотеку и разрешаете команде make создать файл myapp, что она и делает, откомпилировав и создав библиотеку перед тем, как компоновать файл main.о с библиотекой для создания исполняемого файла myapp. Далее вы тестируете зависимость для файла 3.o, которая информирует команду make о том, что, если меняется файл c.h, файл 3.c следует заново откомпилировать. Она делает это корректно, откомпилировав файл и обновив библиотеку перед перекомпоновкой, создающей новую версию исполняемого файла myapp.

Более сложная тема: make-файлы и подкаталоги

При работе над большими проектами порой бывает удобно отделить от основных файлов файлы, формирующие библиотеку, и поместить их в подкаталог. С помощью команды make можно сделать это двумя способами.

Во-первых, можно создать в подкаталоге второй make-файл для компиляции файлов, сохранения их в библиотеке и последующего копирования библиотеки на уровень вверх, в основной каталог. При этом в основном make-файле, хранящемся в каталоге более высокого уровня, есть правило формирования библиотеки, в котором описан запуск второго make-файла следующим образом:

mylib.a:

 (cd mylibdirectory;$(MAKE))

Это правило гласит, что вы всегда должны пытаться создать mylib.a с помощью команды make. Когда make инициирует правило создания библиотеки, она изменяет каталог на mylibdirectory и затем запускает новую команду make для управления библиотекой. Поскольку для этого запускается новая командная оболочка, программа, применяющая make-файл, не выполняет команду cd. А командная оболочка, запущенная для выполнения правила построения библиотеки, находится в другом каталоге. Скобки обеспечивают выполнение всего процесса в одной командной оболочке.

Второй способ заключается в применении нескольких макросов в одном make-файле. Дополнительные макросы генерируются добавлением символа D для каталога или символа F для имени файла к тем макросам, которые мы уже обсуждали. Вы можете переписать встроенное правило с суффиксами .с.о

.c.o:

 $(СС) $(CFLAGS) -с $(@D)/$(<F) -о $(@D)/$(@F)

для компиляции файлов в подкаталоге и сохранения в нем объектных файлов. Затем вы обновляете библиотеку в текущем каталоге с помощью зависимости и правила, наподобие приведенных далее:

mylib.a: mydir/2.o mydir/3.о

 ar -rv mylib.a $?

Вы должны решить, какой из способов предпочтительнее в вашем проекте. Многие проекты просто избегают применения подкаталогов, но это может привести к непомерному разрастанию исходного каталога. Как видно из только что приведенного краткого обзора, команду make можно использовать с подкаталогами и сложность возрастает при этом лишь незначительно.