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

---

Кроме того, у каждого процесса есть собственный стек, применяемый для локальных переменных в функциях и для управления вызовами функций и возвратом из них. У процесса также собственное окружение, содержащее переменные окружения, которые могут задаваться только для применения в данном процессе, например, с помощью функций putenv и getenv, как было показано в главе 4. Процесс должен поддерживать собственный счетчик программы, запись того места, до которого он добрался за время выполнения, или поток исполнения. В следующей главе вы увидите, что процессы могут иметь несколько потоков исполнения.

Во многих системах Linux и некоторых системах UNIX существует специальный набор "файлов" в каталоге /proc. Это скорее специальные, чем истинные файлы, т.к. позволяют "заглянуть внутрь" процессов во время их выполнения, как если бы они были файлами в каталогах, В главе 3 мы приводили краткий обзор файловой системы /proc.

И наконец, поскольку Linux, как и UNIX, обладает системой виртуальной памяти, которая удаляет страницы кода и данных на жесткий диск, можно управлять гораздо большим количеством процессов, чем позволяет объем физической памяти.

Таблица процессов

Таблица процессов Linux подобна структуре данных, описывающей все процессы, загруженные в текущий момент, например, их PID, состояние и строку команды, разновидность информационного вывода команды ps. Операционная система управляет процессами с помощью их идентификаторов, PID, которые применяются как указатели в таблице процессов. У таблицы ограниченный размер, поэтому число процессов, поддерживаемых системой, ограничено. В первых системах UNIX оно равнялось 256 процессам. Более современные реализации значительно ослабили это ограничение и ограничены только объемом памяти, доступным для формирования элемента таблицы процессов.

Просмотр процессов

Команда ps показывает выполняемые вами процессы, процессы, выполняемые другим пользователем, или все процессы в системе. Далее приведен еще один пример вывода:

$ ps -ef

UID  PID PPID  С STIME  TTY      TIME CMD

root 433  425  0 18:12  tty1 00:00:00 [bash]

rick 445  426  0 18:12  tty2 00:00:00 -bash

rick 456  427  0 18:12  tty3 00:00:00 [bash]

root 467  433  0 18:12  tty1 00:00:00 sh /usr/X11R6/bin/startx

root 474  467  0 18:12  tty1 00:00:00 xinit /etc/X11/xinit/xinitrc --

root 478  474  0 18:12  tty1 00:00:00 /usr/bin/gnome-session

root 487    1  0 18:12  tty1 00:00:00 gnome-smproxy --sm-client-id def

root 493    1  0 18:12  tty1 00:00:01 [enlightenment]

root 506    1  0 18:12  tty1 00:00:03 panel --sm-client-id defaults

root 508    1  0 18:12  tty1 00:00:00 xscreensaver -no-splash -timeout

root 510    1  0 18:12  tty1 00:00:01 gmc --sm-client-id default10

root 512    1  0 18:12  tty1 00:00:01 gnome-help-browser --sm-client-i

root 649  445  0 18:24  tty2 00:00:00 su

root 653  649  0 18:24  tty2 00:00:00 bash

neil 655  428  0 18:24  tty4 00:00:00 -bash

root 713    1  2 18:27  tty1 00:00:00 gnome-terminal

root 715  713  0 18:28  tty1 00:00:00 gnome-pty-helper

root 717  716 13 18:28 pts/0 00:00:01 emacs

root 718  653  0 18:28  tty2 00:00:00 ps -ef

Вывод отображает информацию о многих процессах, включая процессы, запущенные редактором Emacs в графической среде X ОС Linux. Например, столбец TTY показывает, с какого терминала стартовал процесс, столбец TIME показывает время ЦПУ, затраченное к данному моменту, а столбец CMD — команду, примененную для запуска процесса. Давайте познакомимся поближе с некоторыми из этих процессов.

neil 655  428  0 18:24  tty4 00:00:00 -bash

Начальная регистрация была произведена на консоли номер 4. Это просто консоль на данном компьютере. Выполняемая программа командной оболочки — это стандартная оболочка Linux, bash.

root 467  433  0 18:12  tty1 00:00:00 sh /usr/X11R6/bin/startx

X Window System была запущена командой startx. Это сценарий командной оболочки, который запускает сервер X и выполняет некоторые начальные программы системы X.

root 717  716 13 18:28 pts/0 00:00:01 emacs

Этот процесс представляет окно в системе X, выполняющее программу Emacs. Он был запущен оконным диспетчером в ответ на запрос нового окна. Командной оболочке был назначен новый псевдотерминал pts/0 для считывания и записи.

root 512    1  0 18:12  tty1 00:00:01 gnome-help-browser --sm-client-i

Это обозреватель системы помощи среды GNOME, запущенный оконным диспетчером.

По умолчанию программа ps выводит только процессы, поддерживающие подключение к терминалу, консоли, последовательной линии связи или псевдотерминалу. Другие процессы выполняются без взаимодействия с пользователем на терминале. Обычно это системные процессы, которые система Linux применяет для управления совместно используемыми ресурсами. Команду ps можно применять для отображения всех таких процессов, использовав опцию -е и запросив "полную" информацию с помощью опции -f.

Примечание

Точная синтаксическая запись команды ps и формат вывода могут немного отличаться в разных системах. Версия GNU команды ps, применяемая в Linux, поддерживает опции, взятые из нескольких предшествующих реализаций ps, включая варианты из UNIX-систем BSD и AT&T, и добавляет множество своих опций. См. интерактивное справочное руководство для получения подробных сведений о доступных опциях и форматах вывода команды ps.

Системные процессы

Далее приведено несколько процессов, выполнявшихся в другой системе Linux. Вывод был сокращен для облегчения понимания. В следующих примерах вы увидите, как определить состояние или статус процесса. Вывод командой ps столбца STAT предоставляет коды текущего состояния процесса. Самые широко распространенные коды перечислены в табл. 11.1. Смысл некоторых из них станет понятен чуть позже в этой главе. Другие же не рассматриваются в данной книге и их можно спокойно игнорировать.

Таблица 11.1

Код STAT Описание S Спящий. Обычно ждет появления события, такого как сигнал или активизация ввода R Выполняющийся. Строго говоря "работоспособный", т.е. в очереди на выполнение, либо выполняющийся, либо готовый к выполнению D Непрерывно спящий (ожидающий). Обычно ждущий завершения ввода или вывода T Остановленный. Обычно остановленный системой управления заданиями командной оболочки или находящийся под контролем отладчика Z Умерший или процесс-зомби N Задача с низким приоритетом, "nice" W Разбитый на страницы (не используется в Linux с ядром версии 2.6 и последующих версий) S Ведущий процесс сеанса + Процесс в группе фоновых процессов l Многопотоковый процесс < Задача с высоким приоритетом

$ ps ах

PID   TTY   STAT TIME COMMAND

1     ?     Ss   0:03 init [5]

2     ?     S    0:00 [migration/0]

3     ?     SN   0:00 [ksoftirqd/0]

4     ?     S<   0:05 [events/0]

5     ?     S<   0:00 [khelper]

6     ?     S<   0:00 [kthread]

840   ?     S<   2:52 [kjournald]

888   ?     S<s  0:03 /sbin/udevd --daemon

3069  ?     Ss   0:00 /sbin/acpid

3098  ?     Ss   0:11 /usr/sbin/hald --daemon=yes

3099  ?     S    0:00 hald-runner

8357  ?     Ss   0:03 /sbin/syslog-ng

8677  ?     Ss   0:00 /opt/kde3/bin/kdm

9119  ?     S    0:11 konsole [kdeinit]

9120  pts/2 Ss   0:00 /bin/bash

9151  ?     Ss   0:00 /usr/sbin/cupsd

9457  ?     Ss   0:00 /usr/sbin/cron

9479  ?     Ss   0:00 /usr/sbin/sshd -o PidFile=/var/run/sshd.init.pid

9618  tty1  Ss+  0:00 /sbin/mingetty --noclear tty1

9619  tty2  Ss+  0:00 /sbin/mingetty tty2

9621  tty3  Ss+  0:00 /sbin/mingetty tty3

9622  tty4  Ss+  0:00 /sbin/mingetty tty4

9623  tty5  Ss+  0:00 /sbin/mingetty tty5

9638  tty6  Ss+  0:00 /sbin/mingetty tty6

10359 tty1  Ss+ 10:05 /usr/bin/Xorg -br -nolisten tcp :0 vt7 -auth

10360 ?     S    0:00 -:0

10381 ?     Ss   0:00 /bin/sh /usr/bin/kde

10438 ?     Ss   0:00 /usr/bin/ssh-agent /bin/bash /etc/X11/xinit/xinitrc

10478 ?     S    0:00 start_kdeinit --new-startup +kcminit_startup

10479 ?     Ss   0:00 kdeinit Running...

10500 ?     S    0:53 kdesktop [kdeinit]

10502 ?     S    1:54 kicker [kdeinit]

10524 ?     Sl   0:47 beagled /usr/lib/beagle/BeagleDaemon.exe --bg

10530 ?     S    0:02 opensuseupdater