Počítačové systémy

Shell, neboli příkazová řádka, je základním prostředkem pro komunikaci uživatele a počítače. Linuxový shell má oproti tomu, co bylo v DOSu nebo je nyní ve Windows, mnoho výhod. Je to v podstatě kompletní programovací jazyk.

Po spuštění se shell ohlásí tzv. promptem.

[sojkam1@stud1-186 src]$

Co je zobrazeno v promptu je volitelné a v příkladu výše je uvedeno jméno uživatele (sojkam1), jméno počítače (stud1-186) a název aktuálního adresáře (src). Poslední znak $ oznamuje, že se jedná o normálního uživatele. Pokud by tam byl znak #, je to upozornění, že jste přihlášen jako tzv. superuživatel (root). Viz sekce 2.3 – „Uživatelé“ a 2.4 – „Souborový systém“.

[sojkam1@stud1-186 src]$ ls
linux  linux-2.4  linux-2.4.25  redhat

[sojkam1@stud1-186 src]$ ls -l --reverse linux-2.4.25
total 3848
-rwxr-xr-x    1 root     root      3098440 Feb 25 09:55 vmlinux
-rw-r--r--    1 root     root       563823 Feb 25 09:55 System.map

Unixové systémy důsledně používají koncept uživatelů. Základní myšlenka je ta, že existuje jeden správce systému (root) a obyčejní uživatelé. Root může všechno, kdežto uživatelé mohou dělat jen to, jim root povolí. Většinou mají povoleny všechny činnosti, kterými neohrožují jiné uživatele.

Každý uživatel má tedy jistá práva. Například právo zapisovat do určitých souborů a adresářů. Pokud uživatel spustí nějaký program, tento program má stejná práva jako uživatel, který program spustil.

Každý uživatel je členem alespoň jedné skupiny. Práva lze přidělovat i skupinám a uživatel má pak i práva všech skupin kterých je členem.

Souborový systém v Unixu se liší od souborového systému OS Windows zejména v těchto věcech:

Pro práci se soubory slouží různé příkazy. Mezi nejpoužívanější patří ls, cd, cp, mv, mkdir apod. Pro pohodlnější práci lze využít souborový manager Midnight commander mc.

Zkušení uživatelé Unixu používají většinou editory Emacs nebo vim. Oba editory jsou velmi silné nástroje, ale naučit se je efektivně ovládat není vůbec jednoduché. Začátečníci spíš sáhnou po editorech, které nenabízí tolik možností, ale jejich ovládání je jednodušší. Takovými editory jsou např. joe nebo mcedit (součást Midnight Commanderu). Z grafických editorů jmenujme například kate.

Zkusíme napsat jednoduchý program hello.c, na kterém si v následujících sekcích vysvětlíme jak pracovat s překladačem.

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("Hello world!\n");
	return 0;
}

Nejjednodušší způsob jak přeložit výše uvedený program je spustit příkaz

[sojkam1@stud1-191 hello]$ gcc -o hello hello.c

Tím spustíme překladač, kterému říkáme, že má přeložit soubor hello.c a výsledek má uložit do souboru hello. Překladači můžeme předávat spoustu parametrů. Ze všech bych zmínil aspoň přepínač -g, který zapne generování ladicích informací a výsledný soubor lze pak snadno ladit a přepínač -Wall, který zapne vypisování všech možných varování při překladu.

3.2.1. Fáze překladu zdrojového kódu

Na obrázku 1 – „Fáze překladu zdrojového kódu v jazyce C“ je znázorněno schéma překladu zdrojového souboru v jazyku C.

Obrázek 1. Fáze překladu zdrojového kódu v jazyce C

V situaci, kdy máme jeden zdrojový soubor není problém spouštět překladač pokaždé ručně. U větších projektů ale máme souborů víc a často různých typů – máme třeba zdrojové kódy v C a v assembleru, dokumentaci v XML a třeba i něco dalšího. Překládat ručně každý soubor zvlášť a ještě k tomu jiným překladačem a spojovat výsledek dohromady je zbytečně velká práce. Proto byl vymyšlen program make. Jeho základní myšlenka je ta, že se popíše jak se překládá který typ souboru a stanoví se které soubory jsou potřeba pro "vyrobení" jiného souboru.

Program make funguje tak, že po spuštění si přečte soubor Makefile, kde jsou zapsána pravidla pro kompilaci a vyvolává postupně překladače tak, jak je potřeba.

V souboru makefile existují čtyři typy řádek:

Nejjednodušší Makefile pro kompilaci programu hello vypadá následovně.

hello: hello.c

Obsahuje pouze jednu řádku s popisem závislostí. Takto zapsaná řádka říká, že pro vytvoření souboru hello je potřeba soubor hello.c. Tomu, co je vlevo od dvojtečky se říká target (cíl) a vše co je napravo jsou takzvané prerekvizity.

Program make má v sobě vestavěna implicitní pravidla, díky nimž ví, jak má provést překlad. Kdyby tato pravidla neexistovala, musel by náš Makefile vypadat takto:

hello: hello.c
	gcc -Wall -o hello hello.c

Na druhé řádce, která začíná tabulátorem, je příkaz, který bude vykonán pokud make usoudí, že je potřeba překompilovat soubor hello.

Implicitní pravidla říkají, jak z jednoho typu souboru vyrobit jiný typ souboru. Tato pravidla jsou většinou definována pomocí proměnných. Chceme-li implicitní pravidlo jen trochu pozměnit, nemusíme ho definovat znova, ale stačí změnit jen hodnoty proměnných, které se v pravidlech používají.

CFLAGS = -g -Wall
CC = m68k-elf-gcc
hello: hello.c

Pomocí proměnné CFLAGS se například určuje, s jakými přepínači má být spouštěn překladač jazyka C. Jak se jmenuje překladač se zase specifikuje v proměnné CC^[3].

Pokud chceme překládat větší projekt, bývá zvykem rozšířit Makefile o další targety:

all: hello

clean:
	rm -f hello

hello: hello.c
	gcc -Wall -g -o hello hello.c

O programu make by toho šlo napsat mnohem víc. Jdou pomocí něj překládat i velmi komplikované projekty jako například samotné jádro Linuxu. Dost často ale není potřeba vytvářet složité soubory Makefile ručně. Nástroje jako autoconf či nějaké IDE většinou Makefile generují automaticky.