제 9 장 C 프로그래밍 환경

1. 제9장 C 프로그래밍 환경 TOPCIT (Test of Practical Competency in IT)IT역량지수평가http://topcit.or.kr/ 리눅스마스터국가공인자격증 http://exam.ihd.or.kr/ 1차신청: 10.07 ~ 11.12, 1차시험10.08 ~ 11.13 2차신청: 10.08~12.13, 2차시험: 12.7)

2. 9.1 컴파일러

3. Programstranslatedbyotherprograms (Computer Systems: A Programmer’s Perspective, Randal E. Bryant and David R. O’Hallaron, Prentice Hall, 2011. p5) $ ar –t /usr/lib/i686-redhat-linux5E/lib/libc.a | grepprintf.o unix>gcc–ohellohello.c printf.o Pre- processor (cpp) Assembler (as) Linker (ld) Compiler (cc1) hello.c Source program (text) hello.i Modified source program hello Executable object program (binary) hello.S Assemblyprogram (text) hello.o Relocatable object programs (binary) • 어셈블 (assemble) • $ gcc –S hello.c • 역어셈블러(deassemble) • $ gcc –c hello.c • $ objdump –d hello.o • Pre-processing • E.g.,#include<stdio.h>isinsertedintohello.i • Compilation(.S) • Each statement is an assembly language program • Assembly(.o) • Abinaryfilewhosebytesencodemach.languageinstructions • Linking • Getprintf()whichresidesinaseparateprecompiledobjectfile 13

4. 단일 모듈 프로그램: longest.c #include <stdio.h> #define MAXLINE 100 void copy(char from[], char to[]); char line[MAXLINE]; // 입력 줄 char longest[MAXLINE]; // 가장 긴 줄 /*입력 줄 가운데 가장 긴 줄 프린트 */ main() { intlen; int max; max = 0; while (gets(line) != NULL) { len = strlen(line); if (len > max) { max = len; copy(line, longest); } } if (max > 0) // 입력 줄이 있었다면 printf("…The logest…\n%s\n", longest); return 0; } /*copy: from을 to에 복사; to가 충분히 크다고 가정*/ void copy(char from[], char to[]) { inti; i = 0; while ((to[i] = from[i]) != '\0') ++i; } debugging: strlen() debugging: gets()

5. gcc 컴파일러 • gcc(GNU cc) 컴파일러상업용 C 컴파일러(cc) $ gcc [-옵션] 파일 $ cc [-옵션] 파일 • 컴파일 $ gcclongest.c $ a.out // 실행 • -c 옵션 $ gcc -c longest.c • -o 옵션 $ gcc -o longest longest.o 혹은 $ gcc -o longest longest.c $ longest // 실행

6. 다중 모듈 프로그램 • 단일 모듈 프로그램 • 코드의 재사용(reuse)이 어렵고, • 여러 사람이 참여하는 프로그래밍이 어렵다 • 예를 들어 다른 프로그램에서 copy 함수를 재사용하기 힘들다 • 다중 모듈 프로그램 • 여러 개의 .c 파일들로 이루어진 프로그램 • 일반적으로 복잡하며 대단위 프로그램인 경우에 적합

7. 다중 모듈 프로그램: main & copy • main 프로그램과 copy 함수를 분리하여 별도 파일로 작성 • main.c • copy.c • copy.h // 함수의 프로토타입을 포함하는 헤더 파일 • 컴파일 $ gcc -c main.c $ gcc -c copy.c $ gcc -o main main.o copy.o 혹은 $ gcc -o main main.c copy.c

8. main.ccopy.c #include <stdio.h> #include <string.h> #include "copy.h" char line[MAXLINE]; // 입력 줄 char longest[MAXLINE]; // 가장 긴 줄 /*입력 줄 가운데 가장 긴 줄 프린트 */ main() { intlen; int max; max = 0; while (fgets(line, MAXLINE, stdin) != NULL) { len = strlen(line); if (len > max) { max = len; copy(line, longest); } } if (max > 0) // 입력 줄이 있었다면 printf("…The logest…\n%s\n", longest); return 0; } #include "copy.h" /* copy: from을 to에 복사; to가 충분히 크다고 가정*/ void copy(char from[], char to[]) { inti; i = 0; while ((to[i] = from[i]) != '\0') ++i; } copy.h #define MAXLINE 100 void copy(char from[], char to[]);

9. 9.2 make 시스템

10. make 시스템의 필요성 • 다중 모듈 프로그램을 구성하는 일부 파일이 변경된 경우? • 변경된 파일만 컴파일하고, 파일들의 의존 관계에 따라서 필요한 파일만 다시 컴파일하여 실행 파일을 만들면 좋다. • 예 • copy.c소스 코드를 수정 • 목적 파일 copy.o 생성 • 실행파일을 생성 • make 시스템 • 대규모 프로그램의 경우에는 헤더, 소스 파일, 목적 파일, 실행 파일의 모든 관계를 기억하고 체계적으로 관리하는 것이 필요 • make 시스템을 이용하여 효과적으로 작업

11. 메이크파일(Makefile) • 메이크파일 • 실행 파일을 만들기 위해 필요한 파일들과 그들 사이의 의존 관계, 만드는 방법 등을 기술 • make 시스템은 메이크파일을 이용하여 파일의 상호 의존 관계를 파악하여 실행 파일을 쉽게 다시 만듦 • $ make [-f 메이크파일] • 옵션이 없으면 Makefile혹은 makefile을 사용

12. 메이크파일의 구성 • 메이크파일의 구성 형식 대상리스트: 의존리스트 명령리스트 • 메이크파일예 $ vi makefile main: main.ocopy.o gcc -o main main.ocopy.o main.o: main.ccopy.h gcc -c main.c copy.o: copy.ccopy.h gcc -c copy.c $ make–f makefile • 매크로(Macros) • make에서 지원하는 기능: make 파일 내에 모든 $(token)는 replacementText로 대치 • token = replacementText • 규칙 .c.o: $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c $< CFLAGS= -O (optimize) (예) CFLAGS= -g (gdb를 위한 디버깅 정보 포함) –p (모든 매크로 정의 출력) • 그 외 정보들: $ man make • make 실행 $ make 혹은 $ make main gcc -c main.c gcc -c copy.c gcc -o main main.ocopy.o • copy.c파일이 변경된 후 $ touch copy.c $ make gcc -c copy.c gcc -o main main.ocopy.o

13. 9.3 디버거

14. gdb • 가장 대표적인 디버거 • GNU debugger(gdb) • gdb주요 기능 • 정지점(breakpoint) 설정 • 한 줄씩 실행 • 변수 접근 및 수정 • 함수 탐색 • 추적(tracing) • gdb사용을 위한 컴파일 • -g 옵션을 이용하여 컴파일 $ gcc -g -o longest longest.c • 다중 모듈 프로그램 $ gcc -g -o main main.ccopy.c • gdb실행 $ gdb [실행파일] $ gdb main (gdb) help (gdb) help running (gdb) help data

15. gdb 기능 • 소스보기 : l(ist) • l [줄번호] 지정된 줄을 프린트 • l [파일명]:[함수명] 지정된 함수를 프린트 • set listsize n 출력되는 줄의 수를 n으로 변경 (gdb) l copy 1 #include <stdio.h> 2 #include "copy.h" 3 /* copy: from을 to에 복사; to가 충분히 크다고 가정*/ 4 void copy(char from[], char to[]) 5 { 6 inti; 7 i = 0; 8 while ((to[i] = from[i]) != '\0') 9 ++i; 10 }

16. gdb 기능 • 정지점: b(reak), clear, d(elete) • b [파일:]함수 파일의 함수 시작부분에 정지점 설정 • b n n번 줄에 정지점을 설정 • b +n 현재 줄에서 n개 줄 이후에 정지점 설정 • b -n 현재 줄에서 n개 줄 이전에 정지점 설정 • info b 현재 설정된 정지점을 출력 • clear 줄번호해당 정지점을 삭제 • d 모든 정지점을 삭제 (gdb) b 13 Breakpoint 1 at 0x8048455: file main.c, line 13. (gdb) b copy Breakpoint 2 at 0x80484da: file copy.c, line 6. (gdb) info b Num Type DispEnb Address What 1 breakpoint keep y 0x08048455 in main at main.c:13 2 breakpoint keep y 0x080484da in copy at copy.c:6

17. gdb기능 • 프로그램 수행 : r(un), n(ext), c(ontinue) • r(un) 인수 명령줄 인수를 받아 프로그램 수행 • k(ill) 프로그램 수행 강제 종료 • n(ext) 멈춘 지점에서 다음 줄을 수행하고 멈춤 • s(tep) n과 같은 기능 함수호출 시 함수내부로 진입 • c(ontinue) 정지점을 만날 때까지 계속 수행 • u 반복문에서빠져나옴 • finish 현재 수행하는 함수의 끝으로 이동 • return 현재 수행중인 함수를 빠져나옴 • quit 종료 • 변수 값 프린트 : p(rint) • p [변수명] 해당 변수 값 프린트 • p 파일명::[변수명] 특정 파일의 전역변수 프린트 • p [함수명]::[변수명] 특정 함수의 정적 변수 프린트 • info locals 현재 상태의 지역변수 리스트 • 역어셈블 • disas(semble) 지정된 메모리 섹션을 역어셈블

18. gdb 기능 (gdb) s 8 ++i; (gdb) p to $13 = 0x80497c0 "M" (gdb) s 7 while ((to[i] = from[i]) != '\0') (gdb) s 8 ++i; (gdb) p to $14 = 0x80497c0 "Me" (gdb) c Continuing. Happy New Year ! Breakpoint 2, copy (from=0x8049840 "Happy New Year !\n", to=0x80497c0 "Merry X-mas !\n") at copy.c:6 6 i = 0; (gdb) s 7 while ((to[i] = from[i]) != '\0') (gdb) s 8 ++i; (gdb) p to $15 = 0x80497c0 "Herry X-mas !\n" (gdb) c Continuing. ...The logest... Happy New Year ! Program exited normally. (gdb) quit (gdb) r Starting program: /home/mysung/ulprog/cprog/main Breakpoint 1, main () at main.c:13 13 while (fgets(line, MAXLINE, stdin) != NULL) { (gdb) s Merry X-mas ! 14 len = strlen(line); (gdb) s 15 if (len > max) { (gdb) s 16 max = len; (gdb) p len $10 = 14 (gdb) s 17 copy(line, longest); (gdb) s Breakpoint 2, copy (from=0x8049840 "Merry X-mas !\n", to=0x80497c0 "") at copy.c:6 6 i = 0; (gdb) s 7 while ((to[i] = from[i]) != '\0') (gdb) p from $11 = 0x8049840 "Merry X-mas !\n" (gdb) p to $12 = 0x80497c0 "" (gdb) s 8 ++i; (gdb) p to $13 = 0x80497c0 "M"

19. DDD(Data Display Debugger) • gdb를 위한 그래픽 사용자 인터페이스 • http://www.gnu.org/software/ddd • 정지점을 설정 • 소스코드의 원하는 위치에 커서를 이동하고 상 Break 버튼 • Next나 Step 같은 명령어 버튼을 이용하여 한 줄씩 실행 • 하단에는 gdb명령어 입력 창

20. DDD(Data Display Debugger) • Next: 한 줄 진행 • Up: 함수 호출자 보기 • Cont: 계속 진행

21. (C언어 보충) main() 함수의 숨겨진 이야기 • echo.c코딩 #include <stdio.h> main(intargc, char *argv[]) { inti; for (i = 1; i < argc; i++) printf("%s%s", argv[i], (i < argc-1) ? " " : ""); printf("\n"); return 0; } • echo.c컴파일 & 실행 $ gccecho.c –o echo $ ./echo hello world! argc: 3 argv: 0 1 2 3 ./echo\0 hello\0 world!\0 0

22. (실습&제출) myecho.c코딩 & 컴파일 & 실행 (응용) myecho.c 작성: 명령라인에서 $ myechohello world! 를 실행하면 argc와argv[]의 값과 실행결과를 모두출력하도록 echo.c프로그램을 수정하세요 • Command $ gcc –o myechomyecho.c $ myechohello world! Command • Output argc=3 argv[0]=“myecho” argv[1]=“hello” argv[2]=“world!” hello world! argc: 3 argv: 0 1 2 3 myecho\0 hello\0 world!\0 0

23. $ gdb echo (1) $ gcc –g –o echo echo.c $ gdb ./echo (gdb) l 1 #include <stdio.h> 2 main(int argc, char *argv[]) 3 { 4 int i; 5 for (i = 1; i < argc; i++) 6 printf("%s%s", argv[i], (i < argc-1) ? " " : ""); 7 printf("\n"); 8 return 0; 9 } 10 (gdb) b 6 Breakpoint 1 at 0x8048407: file echo.c, line 6. (gdb) i b Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x08048407 in main at echo.c:6 (gdb) info frame No stack.

24. $ gdb echo (2) (gdb) p &argv[2] $9 = (char **) 0xbffff6bc (gdb) p &argv[3] $10 = (char **) 0xbffff6c0 (gdb) p *(&argv[0]) $11 = 0xbffff801 "/home/mysung/ulprog/echo" (gdb) p *(&argv[1]) $12 = 0xbffff81a "hello" (gdb) p *(&argv[2]) $13 = 0xbffff820 "world!" (gdb) p *(&argv[3]) $14 = 0x0 (gdb) p i $15 = 1 (gdb) p argv[i] $16 = 0xbffff81a "hello" (gdb) c Continuing. Breakpoint 1, main (argc=3, argv=0xbffff6b4) at echo.c:6 6 printf("%s%s", argv[i], (i < argc-1) ? " " : ""); (gdb) p i $17 = 2 (gdb) p argv[i] $18 = 0xbffff820 "world!" (gdb) c Continuing. hello world! [Inferior 1 (process 6893) exited normally] (gdb) r hello world! Starting program: /home/mysung/ulprog/echo hello world! Breakpoint 1, main (argc=3, argv=0xbffff6b4) at echo.c:6 6 printf("%s%s", argv[i], (i < argc-1) ? " " : ""); (gdb) i f Stack level 0, frame at 0xbffff620: eip = 0x8048407 in main (echo.c:6); saved eip 0x49aa33f3 source language c. Arglist at 0xbffff618, args: argc=3, argv=0xbffff6b4 Locals at 0xbffff618, Previous frame's sp is 0xbffff620 Saved registers: ebp at 0xbffff618, eip at 0xbffff61c (gdb) p &argc $1 = (int *) 0xbffff620 (gdb) p &argv $2 = (char ***) 0xbffff624 (gdb) p argv[0] $3 = 0xbffff801 "/home/mysung/ulprog/echo" (gdb) p argv[1] $4 = 0xbffff81a "hello" (gdb) p argv[2] $5 = 0xbffff820 "world!" (gdb) p argv[3] $6 = 0x0 (gdb) p &argv[0] $7 = (char **) 0xbffff6b4 (gdb) p &argv[1] $8 = (char **) 0xbffff6b8 http://ko.wikipedia.org/wiki/IA-32#.EC.9D.BC.EB.B0.98_.EB.A0.88.EC.A7.80.EC.8A.A4.ED.84.B0