Programowanie C/C++ (Linux)

W dziale tym zajmę się programowaniem w C i C++ głównie dla Linuxa (ze względu na wykorzystywane funkcje systemowe tego systemu i testowanie w nim prezentowanych rozwiązań). Nie będzie to jednak typowe omówienie czy kurs tego języka, prócz krótkiego wprowadzenia w podstawy tego języka, zamieszczę tutaj szereg bogato komentowanych, niewielkich programów ilustrujących poszczególne zagadnienia. Omówię również korzystanie z ważniejszych/ciekawszych bibliotek (w tym bibliotek standardowych C i C++). Na wstępie zachęcam do zapoznania się z przykładem zamieszczonym w części "wstępu do techniki" poswięconej porgramowaniu.

podstawy programowania C/C++

podstawy.c - podstawy języka - zmienne, instrukcje preprocesora, ...
in_out.c - podstawy języka - standardowe wejście i wyjście, również odczyt i zapis plików w C
in_out.cpp - podstawy języka - standardowe wejście i wyjście, również odczyt i zapis plików w C++
petle.c - podstawy języka - pętle, instrukcje warunkowe, ...
wskaznikologia.c - wskaźniki oraz: funkcje, tablice, przekazywanie do funkcji tablic i nazw innych funkcji, zmienne zależące od zmiennej ...
numeracja_ip.c - prosty program demonstrujący adresację IPv4 oraz operatory bitowe (konwersje napisów na postać numeryczną opisane w programach dotyczących programowania usług sieciowych)

podstawy programowania Unixa/Linuxa

katalogi.c - katalogi, czyli nasze własne ls ;-) + obsługa błędów z wykorzystaniem errno.h (mechanizm bardzo przydatny przy korzystaniu z bardziej zaawansowanych funkcji ... w celu ustalenia dlaczego to nie działa)
unix.c - funkcje Unix'owate ... (w tym sygnały, deskryptory i czas)
opcje.c - przetwarzanie opcji unix'owych (-h) i GNU (--help)
fork.c - wywołania innych programów i pipe
watki.c - tworzenie aplikacji wielowątkowych z wykorzystaniem pthread
watki_clone.c - tworzenie aplikacji wielowątkowych z wykorzystaniem clone()
semafory.c - wykorzystywanie semaforów do komunikacji między procesami,
więcej o komunikacji międzyprocesorowej w LINUX - Synchronizacja i komunikacja procesów

rzeczy trochę ciekawsze

alokacja_pamieci.c - ręczna alokacja pamięci oraz mapowanie plików na obszary pamięci (zobacz też: w wikibooks)
klasy.cpp - podstawy programowania obiektowego w C++ (klasy, dziedziczenie, przeciążanie, ...)
szablony.cpp - rozwinięcie programowania obiektowego w C++ (szablony, wyjątki, ...)
napisy.cpp - napisy języka C oraz C++ - string, sstream, ...
stl.cpp - elementy biblioteki standardowej C++ (dynamiczne tablice, listy, algorytmy, ..., zobacz też: Standard Template Library, Biblioteka STL, dokumentacja STL)
numeracja_ipv6.c - prosty program demonstrujący adresację IPv6 (wraz z konwersja postaci napisowej na numeryczną) obliczający adres sieci na podstawie maski i adresu hosta
UDP_nadajnik.c, UDP_odbiornik.c, TCP_serwer.c - zestaw programów pokazujących komunikację przez UDP i TCP
jabber.cpp - prosta komunikacja przez sieć, z wykorzystaniem protokołu Jabber i napisów języka C++

graficzny interfejs użytkownika (GUI)

GTK jest biblioteką do tworzenia GUI, stworzoną na potrzeby GIMPa oraz wykorzystywaną w projekcie GNOME. Napisana jest w sposób obiektowy w języku C. Inną biblioteką do tworzenia GUI (i nie tylko ma moduły obsługi baz danych, sieci, grafiki 3D - OpenGL, ...) jest Qt, w której powstaje KDE. Jest to w pełni obiektowa biblioteka C++.

dsp_gui_gtk.c - GUI napisane w GTK dla zamieszczonego powyżej dsp.c; prezentuje podstawy korzystania z GTK, program przechwytuje także sygnał o śmierci potomka w celu potwierdzenia tego zdarzenia; więcej o GTK: GTK+ 2.0 Tutorial Programowanie GTK
dsp_gui_qt.cpp, dsp_gui_qt.h, Makefile - GUI napisane w Qt3 dla zamieszczonego powyżej dsp.c; prezentuje podstawy korzystania z Qt oraz pisanie Makefile i podstawy programowanie obiektowego (deklaracja klasy ...); więcej o Qt: Referencyjna dokumentacja Qt Programowanie w Qt - kurs Programowanie w QT firmy Trolltech
Qt_okno_glowne.h - minimalistyczny plik nagłówkowy pozwalający na zbudowanie okna programu stworzonego w QtDesigner
Program prezentujący timer, przetwarzanie plików xml, tabelki i drzewaka, menu kontekstowe, tworzenie subokna oraz wyświetlanie komunikatów:
- timer_subwindow_xml.cpp - główny plik programu (funkcja main)
- timer_window.cpp i timer_window.h - klasa głównego okna
- config_window.cpp i config_window.h - klasa okna konfiguracji
- Qt_timer_subwindow_xml.tgz - archiwum z całością prgramu (wraz z plikami .ui)
Program prezentujący rysowanie, obsługę sieci (http, gniazda), obsługe wielowątkowości i singletonu, a także pasek stanu paski narzędzi oraz menu:
- - główny plik programu (funkcja main)
- paint_window.cpp i paint_window.h - klasa okna głównego (rysowanie)
- net_window.cpp i net_window.h - klasa okna komunikacji sieciowej
- info_thread.cpp i info_thread.h - klasa sub wątka
- singleton.h - klasa singletonu
- Qt_graphics_net_menu_toolbar.tgz - archiwum z całością programu (wraz z plikami .ui)
MyWindow.cpp, MyWindow.h, main.cpp, main.h - program demonstrujący tworzenie GUI dla BeOS R5 i pochodnych (całość wraz z plikiem projektu - gui_beos_demo.tgz)

ncurses_1.c - zaawansowane wyświetlanie na terminalu tekstowym z wykorzystaniem biblioteki termcap; więcej o termcap
ncurses_2.c - zaawansowane wyświetlanie na terminalu tekstowym z wykorzystaniem biblioteki terminfo
ncurses_3.c - zaawansowane wyświetlanie na terminalu tekstowym z wykorzystaniem biblioteki ncurses

multimedia

Dźwięk w Linuxie obsługiwany jest najczęściej przez sterowniki Alsa lub OSS - w obu przypadkach dostępne jest urządzenie /dev/dsp jednak w przypadku Alsa nie jest ono natywnym sposobem obsługi tego sterownika. Często także powyżej sterownika funkcjonują serwery dźwięku takie jak "jack" lub "arts"

Z kolei SDL jest biblioteka multimedialna, obsługująca grafikę 2D i 3D, dźwięk, urządzenia wejścia/wyjścia. W zastosowaniach graficznych wykorzystuje OpenGL (niskopoziomowy interfejs graficzny). OpenGL posiada również własne wyżej poziomowe biblioteki (GLU, GLUT, GLUI, ...). Można powiedzieć że SDL stanowi swego rodzaju wieloplatformowy odpowiednik dla DirectX (OpenGL jest rozwiązaniem konkurencyjnym dla Direct3D).

W tym miejscu warto też wspomnieć że istnieją również wyżej poziomowe, wieloplatformowe biblioteki wyspecjalizowane w tworzeniu gier, takie jak: Allegro (grafika 2D), Crystal Space (grafika 3D), ... .

dsp.c - program kopiujący dane z /dev/dsp do serwera artsd (kiedys kopiowal do /dev/dsp); demonstruje korzystanie z tego pliku oraz rozwiązuje problem oglądania TV z tunera z wykorzystaniem (zintegrowanych) kart dźwiękowych opartych na CMI9880
alsa_copy.c - program o funkcjonalności dsp.c tyleże kozystający wyłącznie z biblioteki asound (ALSA) a zatem umożliwiający korzystanie z dmix
pokaz_slajdow_sdl.c - program demonstrujący korzystanie z SDL (wyświetlanie bitmap, obsługa zdarzeń - klawiatura i tworzenie własnych, timery, czyszczenie ekranu); więcej o SDL: SDL API Polski serwis o SDL
rysownik_sdl.c - program demonstrujący korzystanie z SDL (rysowanie pikseli, obsługa zdarzeń - klawiatura i mysz, zapis obrazu do bitmapy)
OpenGL - wkrótce. Zobacz w Sieci: Tutoriale do OpenGL na spacesimulator.net Kurs biblioteki SDL, część 1 Kurs biblioteki SDL, część 2 Biblioteka OpenGL na Politechnice Śląskiej.

bliżej sprzętu i jądra

test_libusb.c - program demonstrujący komunikację poprzez USB z wykorzystaniem biblioteki libusb
ups_off.c - program sprawdzający stan zasilania z ups'u (poprzez port COM) i wykonujący wyłączenie systemu gdy jest zasilanie z zrodla awaryjnego ...
zawieszacz.c - co zrobić aby system zajmował się tylko naszym programem ...
priorytety.c - ustalanie priorytetów (nice i priorytet czasu rzeczywistego), więcej o kolejkowaniu zadań
czekanie.c - jak wykonywać dość precyzyjne opóźnienia w programie ...
modul.c, Makefile - demonstracyjny moduł jądra Linux wraz z Makefile umożliwiającym jego zbudowanie ... pokazuje inicjacje i usuwanie modułu, korzystanie z urządzeń znakowych oraz przerwań; więcej o modułach: The Linux Kernel Module Programming Guide, Linux Device Drivers
zabawy_pamiecia.c - plik obrazuje sposób alokacji pamięci przez system Linux

metody numeryczne

Jest to zbiór funkcji prezentujących podstawy metod numerycznych. Jako że programy te napisałem pewien czas temu nie jestem w stanie obecnie zagwarantować że działają one w pełni poprawnie. Zachęcam do zapoznania się z skryptem z metod numerycznych dostępnym na stronie Strona o Metodach Numerycznych (1) ... więcej o metodach numerycznych także na Strona o Metodach Numerycznych (2).

Linki i moje projekty

Zachęcam także do zapoznania się z moimi projektami związanymi z językiem C/C++: Sterowanie magnetowidem, detekcja radiometeorów, powiadamiacz o IM dla jabberd2 (serwer - mysql, autoryzacja PAM, parsowanie napisów, klient - AVR NutOS), sterownik ogrzewania (AVR), sterownik oświetlenia (AVR).

Zobacz w Sieci: C++ bez cholesterolu, C++ FAQ LITE (PL), C++ w Elektronika Wirtualna, C Programming Reference, Wiki o C/C++, C++ @ Wikibooks, C @ Wikibooks, niekompatybilności między C a C++.