[System Programming] 3장. C 프로그래밍 환경

제 3장 C 프로그래밍 환경

3.1 컴파일러

gcc 컴파일러

• gcc(GNU cc) 컴파일러 / 상업용 C 컴파일러(cc)
  • $ gcc [-옵션] 파일 / \$cc [-옵션] 파일
• GNU(GNU is Not Unix) 프로젝트의 freeware 컴파일러. 본래 C 언어용 컴파일러로 시작하였으므로 GNU C Compiler의 약자였으나 2.9 버전에 이르러 C뿐만이 아니라 Objective C, Pascal, Ada와 같은 언어도 지원. GNU Compiler Collection으로 개명
• 컴파일(시험)
  • $ gcc long.c
  • $ a.out //실행 파일 생성
• -c 옵션
  • $ gcc - c long.c //object file 생성
• -o 옵션
  • $ gcc -o long long.o //실행 파일 이름 지정
  • 혹은
  • $ gcc -o long long.c
  • $ long // 실행 파일
• -O 옵션
  • $ gcc -O -o long long.c //optimized compile
  • compiler가 판단하여 기계어로 번역할 때 최적화 된 실행을 제공
• -S 옵션
  • $ gcc -S long.c //assembly 파일의 long.s 생성

단일 모듈 프로그램: long.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()
{
     int len;
     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("%s", longest);
    
     return 0;
}

/* copy: from을 to에 복사; to가 충분히 크
다고 가정*/
void copy(char from[], char to[])
{
     int i;
     i = 0;
     while ((to[i] = from[i]) != '\0')
     	++i;
}

단일 모듈 프로그램

• 한 코드안에 전부 작성하는 프로그램(단일 모듈 프로그램)
• 코드의 재사용(reuse)이 어렵다.
• 여러 사람이 참여하는 프로그래밍이 어렵다.
• 예를 들어, 다른 프로그램에서 copy 함수를 재사용 하기 힘들다.

다중 모듈 프로그램

• 다중 모듈 프로그램
  • 여러 개의 .c 파일들로 이루어진 프로그램
  • 일반적으로 복잡하며 대단위 프로그램인 경우에 적합

다중 모듈 프로그램의 예

• 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
  • 헤더 파일은 안 넣어도 되는 구나?!

main.c

#include <stdio.h>
#include "copy.h" //copy 함수의 원형(프로토타입 선언)

char line[MAXLINE]; // 입력 줄
char longest[MAXLINE]; // 가장 긴 줄
/*입력 줄 가운데 가장 긴 줄 프린트 */

main()
{
     int len;
     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("%s", longest);
     return 0;
}

copy.c

#include <stdio.h>
#include "copy.h"
/* copy: from을 to에 복사; to가 충분
히 크다고 가정*/
void copy(char from[], char to[])
{
     int i;
     i = 0;
     while ((to[i] = from[i]) != '\0')
     	++i;
}

copy.h

#define MAXLINE 100
void copy(char from[], char to[]);

3.2 make 시스템

make 시스템

• make 시스템
  • 대규모 프로그램의 경우에는 헤더, 소스 파일, 목적 파일, 실행 파일의 모든 관계를 기억하고 체계적으로 관리하는 것이 필요
  • make 시스템을 이용하여 효과적으로 작업
• Makefile
  • 실행 파일을 만들기 위해 필요한 파일들과 만드는 방법을 기술
  • make 시스템은 파일의 상호 의존 관계를 파악하여 실행 파일을 쉽게 다시 만듦.
• $ make [-f 메이크파일]
  • 옵션이 없으면 그냥 Makefile(default) 혹은 makefile을 사용

메이크파일의 구성

• Makefile의 구성 형식
  • 대상리스트
    • 의존 리스트: 뭐가 컴파일 되기 위해선 뭐가 있어야 하고 (이런 것들)
    • 명령 리스트: 명령어 리스트

• 예: Makefile

  main:main.o copy.o
  	gcc -o main main.o copy.o
  main.o: main.c copy.h
  	gcc -c main.c
  copy.o: copy.c
  	gcc -c copy.c
  

• make 실행(시험)

  $ make 혹은 $ make main

  gcc -c main.c

  gcc -c copy.c

  gcc -o main main.o copy.o

• copy.c 파일이 변경된 후

  $ make

  gcc -c copy.c

  gcc -o main main.o copy.o

3.3 디버거

gdb

• 가장 대표적인 디버거
  • GNU debugger(gdb)
• gdb 주요 기능
  • 정지점(breakpoint) 설정
  • 한 줄씩 실행
  • 변수 접근 및 수정
  • 함수 탐색
  • 추적(tracing)
• gdb 사용을 위한 컴파일
  • -g 옵션을 이용하여 컴파일
    • $ gcc - g -o longest longest.c
  • 다중 모듈 프로그램
    • $ gcc -g -o main main.c copy.c
• gdb 실행
  • $ gdb [실행파일]
  • $ gdb main

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
#include <stdio.h>

/* copy: copy 'from' into 'to'; assume to is big enough */
void copy(char from[], char to[])
{
    int i;
    
    i = 0;
    while ((to[i] = from[i]) != '\0')
        ++i:
}

gdb 기능

• 정지점 : b(reak), clear, d(elete)

  b [파일:]함수 파일의 함수 시작 부분에 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 줄번호 해당 정지점을 삭제

  d 모든 정지점을 삭제

(gdb) b copy

Breakpoint 1 at 0x804842a: file copy.c, line 9.

(gdb) info b

Num Type Disp Enb Address What

1 breakpoint keep y 0x0804842a in copy at copy.c:9

gdb 기능

• 프로그램 수행
  • r(un) 인수 명령 줄 인수를 받아 프로그램 수행
  • k(ill) 프로그램 수행 강제 종료
  • n(ext) 멈춘 지점에서 다음 줄을 수행하고 멈춤
  • s(tep) n과 같은 기능 함수 호출 시 함수 내부로 진입
  • c(ontinue) 정지점을 만날 때 까지 계속 수행
  • u 반복문에서 빠져나옴
  • finish 현재 수행하는 함수의 끝으로 이동
  • return 현재 수행 중인 함수를 빠져나옴
  • quit 종료

$ (gdb) r
Starting program: /home/chang/바탕화면/src/main
Merry X-mas !
Breakpoint 1, copy (from=0x8049b60 "Merry X-mas !", to=0x8049760 "") at copy.c:98 i = 0;

• 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

(gdb) p from $1 = 0x8049b60 “Merry X-mas !”

(gdb) n 9 while ((to[i] = from[i]) != ‘\0’)

(gdb) n 10 ++i;

(gdb) p to $2 = 0x8049760 “M”

(gdb) c Continuing Happy New Year ! Breakpoint 1, copy (from=0x8049b60 “Happy New Year !”, to=0x8049760 “Merry X-mas !”) at copy.c:9 9 i = 0;

(gdb) p from $3 = 0x8049b60 “Happy New Year !”

(gdb) n 10 while ((to[i] = from[i])!=’\0’)

(gdb) n 11 ++i;

(gdb) p to $4 = 0x8049760 “Herry X-mas !” // Happy….에서 첫 번째 자리에서 break가 걸려 첫 번째 문자에 H가 들어갔다.

(gdb) c Continuing Ctrl-D 입력 Happy New Year ! // 더 긴 줄 프린트 Program exited normally.

DDD(Data Display Debugger)

• gdb를 위한 그래픽 사용자 인터페이스
  • http://www.gnu.org/software/ddd
• 정지점을 설정
  • 소스코드의 원하는 위치에 커서를 이동하고 상단의 Break 버튼
  • Next나 Step 같은 명령어 버튼을 이용하여 한 줄씩 실행
  • 하단에는 gdb 명령어 입력 창

3.4 이클립스 통합개발환경

이클립스(Eclipse)

• 통합 개발 환경
  • 윈도우, 리눅스, 맥 등의 다양한 플랫폼에서 사용 가능
  • 다양한 언어(C/C++, Java 등)를 지원
  • 막강한 기능을 자랑하는 자유 소프트웨어
• 이클립스 설치
  • CentOS 6 설치: [S/W Development Workstation] 선택하면 자동 으로 설치됨
  • 메인메뉴: [시스템]->[관리]->[소프트웨어 추가/제거] 이용하여 이 클립스를 선택하여 설치할 수 있음.
  • https://www.eclipse.org: 리눅스용 이클립스를 다운 받아 설치 가능