Программирование под linux

Введение

BASH — Bourne-Again SHell (что может переводится как «перерожденный шел», или «Снова шел Борна(создатель sh)»), самый популярный командный интерпретатор в юниксоподобных системах, в особенности в GNU/Linux. Ниже приведу ряд встроенных команд, которые мы будем использовать для создания своих скриптов.

break выход из цикла for, while или untilcontinue выполнение следующей итерации цикла for, while или untilecho вывод аргументов, разделенных пробелами, на стандартное устройство выводаexit выход из оболочкиexport отмечает аргументы как переменные для передачи в дочерние процессы в средеhash запоминает полные имена путей команд, указанных в качестве аргументов, чтобы не искать их при следующем обращенииkill посылает сигнал завершения процессуpwd выводит текущий рабочий каталогread читает строку из ввода оболочки и использует ее для присвоения значений указанным переменным.\return заставляет функцию оболочки выйти с указанным значениемshift перемещает позиционные параметры налевоtest вычисляет условное выражениеtimes выводит имя пользователя и системное время, использованное оболочкой и ее потомкамиtrap указывает команды, которые должны выполняться при получении оболочкой сигналаunset вызывает уничтожение переменных оболочкиwait ждет выхода из дочернего процесса и сообщает выходное состояние.

И конечно же кроме встроенных команд мы будем использовать целую кучу внешних, отдельных команд-программ, с которыми мы познакомимся уже в процессе

Условия

Условные операторы, думаю, знакомы практически каждому, кто хоть раз пытался на чем-то писать программы. В bash условия пишутся след. образом (как обычно на примере):

#!/bin/bash
source=$1 #в переменную source засовываем первый параметр скрипта
dest=$2 #в переменную dest засовываем второй параметр скрипта
if ] # в ковычках указываем имена переменных для сравнения. -eq - логическое сравнение обозначающие "равны"
then # если они действительно равны, то
echo "Применик $dest и источник $source один и тот же файл!" #выводим сообщение об ошибке, т.к. $source и $dest у нас равны
exit 1 # выходим с ошибкой (1 - код ошибки)
else # если же они не равны
cp $source $dest # то выполняем команду cp: копируем источник в приемник
echo "Удачное копирование!"
fi #обозначаем окончание условия.

Результат выполнения скрипта:

ite@ite-desktop:~$ ./primer2.sh 1 1
Применик 1 и источник 1 один и тот же файл!
ite@ite-desktop:~$ ./primer2.sh 1 2
Удачное копирование!

Таким образом оператогр условия имеют следующий вид:
if ]
then
какое-то действие, если сравнение выполнено успешно
else
действие если сравнение выполнено не успешно
fi
В некоторых случаях оператор else может быть опущен.

Переменные и параметры скрипта

Приведу как пример небольшой пример, который мы разберем:

#!/bin/bash 
#указываем где у нас хранится bash-интерпретатор 
parametr1=$1 #присваиваем переменной parametr1 значение первого параметра скрипта
script_name=$0 #присваиваем переменной script_name значение имени скрипта
echo "Вы запустили скрипт с именем $script_name и параметром $parametr1" # команда echo выводит определенную строку, обращение к переменным осуществляется через $имя_переменной.
echo `Вы запустили скрипт с именем $script_name и параметром $parametr1` # здесь мы видим другие кавычки, разница в том, что в одинарных кавычках не происходит подстановки переменных.
exit 0 #Выход с кодом 0 (удачное завершение работы скрипта)

Результат выполнения скрипта:

ite@ite-desktop:~$ ./test.sh qwerty

Вы запустили скрипт с именем ./test.sh и параметром qwerty
Вы запустили скрипт с именем $script_name и параметром $parametr1

После того как мы познакомились как использовать переменные и передавать скрипту параметры, время познакомиться с зарезервированными переменными:

$DIRSTACK — содержимое вершины стека каталогов
$EDITOR — текстовый редактор по умолчанию
$EUID — Эффективный UID. Если вы использовали программу su для выполнения команд от другого пользователя, то эта переменная содержит UID этого пользователя, в то время как…
$UID — …содержит реальный идентификатор, который устанавливается только при логине.
$FUNCNAME — имя текущей функции в скрипте.
$GROUPS — массив групп к которым принадлежит текущий пользователь
$HOME — домашний каталог пользователя
$HOSTNAME — ваш hostname
$HOSTTYPE — архитектура машины.
$LC_CTYPE — внутренняя переменная, котороя определяет кодировку символов
$OLDPWD — прежний рабочий каталог
$OSTYPE — тип ОС
$PATH — путь поиска программ
$PPID — идентификатор родительского процесса
$SECONDS — время работы скрипта(в сек.)
$# — общее количество параметров переданных скрипту
$* — все аргументы переданыне скрипту(выводятся в строку)
$@ — тоже самое, что и предыдущий, но параметры выводятся в столбик
$! — PID последнего запущенного в фоне процесса
$$ — PID самого скрипта

2. Библиотеки

Естественно, что если вам необходимо вывести строку или изображение на экран, то вы не будете напрямую обращаться к видеокарте. Вы просто вызовете несколько функций, которые уже реализованы в системе и передадите им данные, которые нужно вывести на экран. Такие функции размещаются в библиотеках. Фактически, библиотеки — это наборы функций, которые используются другими программами. В них находится такой же код, как и в других программах, разница лишь в том, там необязательно присутствие функции инициализации.

Библиотеки делятся на два типа:

• Статические — они связываются с программой на этапе компиляции, они связываются и после этого все функции библиотеки доступны в программе как родные. Такие библиотеки имеют расширение .a;
• Динамические — такие библиотеки встречаются намного чаще, они загружены в оперативную память, и связываются с программной динамически. Когда программе нужна какая-либо библиотека, она просто вызывает ее по известному адресу в оперативной памяти. Это позволяет экономить память. Расширение этих библиотек — .so, которое походит от Shared Object.

Таким образом, для любой программы на Си нужно подключать библиотеки, и все программы используют какие-либо библиотеки

Также важно заметить, на каком языке бы вы не надумали писать, в конечном итоге все будет сведено к системным библиотекам Си. Например, вы пишите программу на Python, используете стандартные возможности этого языка, а сам интерпретатор уже является программой на Си/С++, которая использует системные библиотеки для доступа к основным возможностям

Поэтому важно понимать как работают программы на Си. Конечно, есть языки, вроде Go, которые сразу переводятся на ассемблер, но там используются принципы те же, что и здесь. К тому же  системное программирование linux, в основном, это Си или С++.

NixOS, ее конфигуратор и менеджер пакетов

Говоря о менеджерах пакетов и организации файловой системы, нельзя не упомянуть NixOS, едва ли не самый интересный и «правильный» с точки зрения применяемых технологий дистрибутив. NixOS построена вокруг двух основных идей: декларативная модель конфигурации системы и современный менеджер пакетов, лишенный почти всех проблем, привычных dpkg, rpm и им подобных.

Обе этих технологии тесно связаны между собой и, работая вместе, реализуют весьма интересный принцип организации дистрибутива, который позволяет описать любое из его состояний (включая все конфигурационные файлы и набор установленных пакетов) с помощью одного центрального конфига. Для примера приведу следующий простой конфиг /etc/nixos/configuration.nix:

{

}

Этот файл описывает стандартные настройки простого веб-сервера с доступом по SSH. Да, NixOS действительно позволяет держать настройки разных сервисов в одном файле, но соль не в этом, а в том, что, имея данный конфиг, легко клонировать весь дистрибутив. Достаточно скопировать этот файл в свежеустановленный экземпляр NixOS и запустить команду

И вуаля. Через несколько минут мы получим дистрибутив с преднастроенными и запущенными SSH и Apache. Но самое интересное, что данная команда не просто устанавливает, настраивает и запускает софт, а фактически приводит дистрибутив к описанному состоянию. Это значит, что после выполнения команды в системе действительно останутся только SSH и преднастроенный Apache и ничего, кроме их зависимостей и конфигов (по сути, аналог установки с нуля).

Данную функциональность можно использовать для быстрого разворачивания дистрибутива, переключения между состояниями, быстро переносить систему между физическими или виртуальными машинами, разворачивать кластеры и многое другое. Кроме того, благодаря менеджеру пакетов NixOS гарантирует целостность системы при обновлении и даже позволяет откатить ее к предыдущему состоянию.

Такое возможно потому, что разные версии (или сборки) одного пакета имеют различные пути расположения в системе внутри каталога /nix/store и идентифицируются системой по хешу, так что обновление — это всего лишь операция по выкачиванию новых версий пакетов, их разворачиванию по уникальному пути и «переключению» системы на их использование. Никто не запрещает в любой момент переключиться обратно. Косвенно такой подход решает проблему DLL Hell, позволяет откатывать приложения к прошлым версиям и, конечно же, устанавливать две версии одной софтины рядом друг с другом.

NixOS невероятно интересная система, и я рекомендую каждому, кто неравнодушен к Linux, обязательно ее попробовать. А мы идем дальше, на очереди QubesOS и ее виртуальные окружения.

Что такое «драйвер» и где он находится?

А в самом деле, чего может не хватать, если устройство распозналось, марка устройства — известна и как передавать данные по шине — тоже известно? Не хватает главного: сведений о том, какие данные надо передавать, чтобы добиться от устройства желаемого эффекта. Что передать по шине USB, чтобы кофеварка выключилась? Какие байты записать в последовательный порт модема, чтобы он повесил трубку? Что сделать с видеокартой, чтобы… всё было быстро и непременно 3d!?

• Драйвер — модуль ядра, подсказывающий шине, как правильно обращаться с устройством. Это, как правило, относится к PCI-устройствам и стандартным USB-устройствам. Подключается к ядру командой (или). Распознанные и классифицированные устройства (те, для которых есть драйвер-модуль ядра) отображаются в виде подкаталогов .
• Драйвер видеокарты — модуль графической подсистемы X11 (X.Org). Подгружается при старте графической оболочки, достаточно лишь указать его в настройках X.Org (с помощью конфигуратора или вручную, в файле). Часто требуется и специальный модуль ядра (возможно, несколько), организующий доступ к видеопамяти.
• Драйверы принтера и модема — описание характеристик для, соответственно, подсистемы печати и программы-«звонилки». Что с ними делать дальше, расскажет документация.
• Драйвер — прикладная программа или дополнение (plug-in) к ней (например, драйвер сканера — дополнение утилиты , а с некоторыми цифровыми проигрывателями звука «iRiver» можно взаимодействовать с помощью утилиты из пакета ). Здесь главное — название программы, а драйвер, скорее всего, уже включён в дистрибутив.

В последнем случае нет никакой зримой информации о том, что устройством действительно можно пользоваться — до тех пор, пока не запущена соответствующая прикладная программа с соответствующими настройками (особенно это касается «глупых» шин наподобие последовательного порта). И в любом случае самостоятельная установка «драйвера» должна сопровождаться вдумчивым чтением документации к нему.

4. Antergos

Это отличный дистрибутив для ноутбука, основанный на ArchLinux. Несмотря на это, он очень прост в установке и использовании, а также достаточно стабильный. В отличие от ArchLinux, здесь есть графический установщик, а это будет отличным плюсом для начинающих.

Antergos использует скользящую систему обновлений, таким образом, вы будете получать обновления для всех компонентов системы и приложений, сразу же, как только они будут доступны. В качестве окружения рабочего стола можно выбрать KDE Plasma, Gnome, Xfce, Cinnamon, MATE и Openbox. Кроме того, в дистрибутиве можно использовать AUR для установки сторонних программ.

Системные требования:

• Оперативная память: 2 или более гигабайт
• Процессор: двухъядерный AMD / Intel с частотой 2 ГГц
• Место на диске: 10 Гб, но рекомендовано 20 Гб для установки программного обеспечения
• Внешний носитель: USB размером 4 Гб или DVD
• Сеть: доступ к интернет

За и против:

Плюсы:

• Основан на ArchLinux
• Стабильный и прост в использовании и настройке
• Скользящая система обновлений
• Хорошо подходит как для персонального компьютера, так и для ноутбука
• Есть графический установщик

Минусы:

Для установки необходимо подключение к интернету

Выводы

В этой статье мы собрали лучшие дистрибутивы Linux для начинающих. Сообщество Linux прекрасно понимает, что для развития этого семейства ОС нужны новые пользователи. Закрытая система «только для своих» долго просуществовать не сможет. Шансы привлечь сторонников повышаются, если ОС дружелюбна к пользователям без специальных навыков.

Большинство пользователей уже успели привыкнуть к элементам интерфейса Windows. Логично, что подобное пользователи ожидают видеть и в интерфейсах ОС семейства Linux. Обычные пользователи хотели бы минимума операций в терминале и максимума в графическом интерактивном интерфейсе.

В этой статье мы и постарались рассказать о лучших дистрибутивах ОС семейства Linux для начинающих.