Резюме
В этой главе вы увидели, как ОС Linux обеспечивает прямой доступ к файлам и устройствам, как на этих низкоуровневых функциях строятся библиотечные функции, предоставляющие гибкие решения программных проблем. В результате вы смогли написать довольно мощную процедуру просмотра каталога с помощью нескольких строк программного кода.
Вы также узнали об обработке файлов и каталогов достаточно для того, чтобы превратить "сырое" приложение для работы с компакт-дисками, созданное в конце главы 2, в программу на языке С, применяющую более структурированное решение на базе файлов. Но на этом этапе вы не можете расширить функциональные возможности программы, поэтому мы отложим ее переработку до того времени, когда вы научитесь управлять экраном и клавиатурой, которые будут предметами обсуждения следующих двух глав.
Глава 4
Окружение Linux
Когда вы пишете программу для ОС Linux (или UNIX и UNIX-подобных систем), следует принимать во внимание то, что программа будет выполняться в многозадачной среде или многозадачном окружении. Это означает, что много программ будет выполняться одновременно и совместно использовать ресурсы компьютера, такие как память, дисковое пространство и циклы центрального процессора. Может даже существовать несколько экземпляров одной и той же программы, выполняющихся одновременно. Важно, чтобы эти программы не мешали друг другу, знали о своем окружении и могли действовать надлежащим образом, избегая конфликтов, таких как попытка писать в один и тот же файл одновременно с другой программой.
В этой главе рассматривается окружение, в котором действуют программы, как они его используют для получения информации об условиях функционирования и как пользователи программ могут изменять их поведение. В частности, в данной главе рассматриваются следующие темы:
□ передача аргументов в программы;
□ переменные окружения;
□ определение текущего времени;
□ временные файлы;
□ получение информации о пользователе и рабочем компьютере;
□ формирование и настройка регистрируемых сообщений;
□ выявление ограничений, накладываемых системой.
Аргументы программы
Когда в ОС Linux или UNIX выполняется программа на языке С, она начинается с функции main. В таких программах функция main объявляется следующим образом:
int main(int argc, char *argv[])
Здесь argc - это счетчик аргументов программы, a argv - массив символьных строк, представляющих сами аргументы.
Вы можете встретить программы на языке С для ОС Linux, просто объявляющие функцию main как
main()
Этот вариант тоже работает, поскольку по умолчанию возвращаемому функцией значению будет назначен тип int, а формальные параметры, которые в функции не применяются, не нуждаются в объявлении. Параметры argc и argv остаются на своем месте, но если вы не объявляете их, то и не можете их использовать.
Каждый раз, когда операционная система запускает новую программу, параметры argc и argv устанавливаются и передаются функции main. Обычно эти параметры предоставляются другой программой, часто командной оболочкой, которая запросила у операционной системы запуск новой программы. Оболочка принимает заданную командную строку, разбивает её на отдельные слова и использует их для заполнения массива argv. Помните о том, что до установки параметров argc и argv командная оболочка Linux обычно выполняет раскрытие метасимволов в аргументах, содержащих имена файлов, в то время как оболочка MS-DOS рассчитывает на то, что программы примут аргументы с метасимволами и выполнят собственную постановку.
Например, если мы дадим командной оболочке следующую команду:
$ myprog left right 'and center'
программа myprog запустит функцию main с приведенными далее параметрами.
argc: 4
argv: {"myprog", "left", "right", "and center"}
Обратите внимание на то, что аргумент-счётчик содержит имя программы и в массив argv оно включено как первый элемент argv[0]. Поскольку в команде оболочки мы применили кавычки, четвертый аргумент представляет собой строку, содержащую пробелы.
Вам все это знакомо, если вы программировали на языке С стандарта ISO/ANSI, Аргументы функции main соответствуют позиционным параметрам в сценариях командной оболочки: $0, $1 и т.д. Язык ISO/ANSI С заявляет, что функция main должна возвращать значение типа int, спецификация X/Open содержит явное объявление, данное ранее.
Аргументы командной строки удобны для передачи данных программам. Например, вы можете применить их в приложениях баз данных для передачи имени базы данных, которую хотите использовать, что позволит вам применить одну и ту же программу для работы с несколькими базами данных. Многие утилиты также используют аргументы командной строки для изменения собственного поведения или установки опций. Вы обычно задаете эти так называемые флаги или переключатели с помощью аргументов командной строки, начинающихся со знака "дефис". Например, программа sort принимает переключатель для изменения обычного порядка сортировки на обратный:
$ sort -r файл
Опции командной строки используются очень широко, и согласованное их применение будет реальной помощью тем, кто станет использовать вашу программу. В прошлом у каждой утилиты был свой подход к формированию опций командной строки, что приводило к некоторой путанице. Например, взгляните на то, каким способом приведенные далее команды принимают параметры:
$ tar cvfB /tmp/file.tar 1024
$ dd if=/dev/fd0 of=/trap/file.dd bs=18k
$ ps ax
$ gcc --help
$ ls -lstr
$ ls -l -s -t -r
Мы рекомендуем в ваших приложениях все переключатели командной строки начинать с дефиса и делать их односимвольными, состоящими из одной буквы или цифры. При необходимости опции, не содержащие последующих аргументов, могут группироваться вместе после общего дефиса. Таким образом, два только что приведенных примера с командой ls соответствуют нашим рекомендациям. За каждой опцией может следовать любое необходимое ей значение как отдельный аргумент. Пример с программой dd нарушает наше правило, поскольку использует многосимвольные опции, которые начинаются совсем не с дефисов (if=/dev/fd0): в примере с программой tar опции полностью оторваны от своих значений! Целесообразно добавлять более длинные и информативные имена переключателей как альтернативу односимвольных вариантов и использовать двойной дефис для их выделения. Таким образом, у нас могут быть два варианта опции получения помощи: -h и --help.
Еще один недостаток некоторых программ - создание опции +x (например) для выполнения функции, противоположной -х. В главе 2 мы применяли команду set -о xtrace для включения отслеживания действий командной оболочки и команду set +о xtrace для выключения этого режима.
Вы, вероятно, можете сказать, что запомнить порядок и назначение всех этих программных опций достаточно трудно без необходимости освоения вызывающих идиосинкразию форматов. Часто единственный выход - применение опции -h (от англ. help) или страниц интерактивного справочного руководства (man), если программист предоставил одну из этих возможностей. Чуть позже в этой главе мы покажем, что функция getopt предоставляет изящное решение этих проблем. А сейчас, тем не менее, в упражнении 4.1 давайте посмотрим, как передаются аргументы программы.