[SP] 시스템 프로그래밍 개요와 Makefile

시스템 프로그래밍 개요와 Makefile

1강-1. 시스템 프로그래밍 개요

System Programming

• 시스템 소프트웨어를 만드는 프로그래밍 활동
• 다른 소프트웨어에게 서비스를 제공하는 소프트웨어를 만드는 프로그래밍 활동
• 유닉스 시스템 프로그래밍은 유닉스에서 제공하는 시스템 호출을 이용해서 프로그램을 작성하는 것
• 시스템 호출은 유닉스 시스템이 제공하는 서비스를 프로그램에서 이용할 수 있도록 지원하는 프로그래밍 인터페이스를 의미

What is system?

• 어떤 목적을 달성하기 위해서 필요한 것들을 모아둔 것
• A set of HW/SW resources combined for one purpose

System call & System SW

• 운영체제(Kernel / OS): 하드웨어를 효율적으로 관리해서 사용자가 원하는 서비스를 제공하는 소프트웨어
• Application -> System SW and Utilities -> System Call Interface -> Kernel(OS) -> Hardward

System Programming?

1. System
   • 하나의 목적을 위해 결합 된 자원(HW/SW)들의 집합
2. System programming
   • 시스템을 구성하는 자원을 다루는 프로그램
   • 응용프로그램에 서비시를 제공하는 프로그램 (OS, firmware, compilers, I/O routines, scheduler, …)
3. System call interface
   • 시스템 프로그램이 제공하는 기능을 사용하기 위한 통로 (함수, …)

• 시스템에 대한 이해를 가지고 하는 프로그래밍
  • 시스템을 구성하ㅏ는 자원 및 동작 방식에 대한 이해를 바탕으로 효율적인 프로그램 작성
• 시스템 자원의 기능을 활용하는 프로그래밍
  • 시스템 자원을 직(간)접적으로 제어 (System call 활용)

System call vs Library function

• System call interface
  • 시스템의 기능(서비스)을 이용/제어하는 통로
  • Kernel 내 모듈을 직접 호출
• Library function
  • 미리 컴파일 된 함수
    • 자주 사용되는 기능을 독립적으로 구현
    • 프로그램 개발을 빠르고 쉽게 하도록 도와 줌
  • 내부적으로 System call을 활용

Why system programming?

• Do more things
• Higher performance

1강-2. Unix/Linux 개요

Unix/Linux system

• 현재, 다양한 시스템에서 가장 널리 사용되는 OS

Unix/Linux architecture

• Kernel
  • OS의 핵심 기능을 모아 놓은 것
• System call
  • OS의 기능 중 응용프로그램이 사용하도록 허락된 기능들의 집합
• Shell
  • 사용자와 OS 사이의 인터페이스
  • 사용자의 입력을 해석하여 커넣의 함수 호출
• Utilities

Linux

• PC를 위한 효율적인 유닉스 시스템
• 오픈소스
• 다양한 플랫폼에 이식 가능
• 높은 안정성
• 강력한 네트워크 기능
• GNU 소프트웨어와 함께 배포

1강-3. Linux 기초 명령어

기초 명령어

Login/Logout

telnet	유닉스시스템에 접속		telnet 주소
logout exit	유닉스시스템에서 접속 해제		logout exit

Process management

ps	현재 실행 중인 프로세스의 정보 출력	-u : 특정 사용자의 Proc. -ef: 모든 Proc.의 상세 정보	ps ps -u 사용자ID ps -ef
kill	Process 강제 종료	-9: 강제 종료	kill 5000 kill -9 5001

File/Directory

pwd	현재 디렉토리 경로 출력
ls	디렉토리 내용 출력	-a: 숨긴파일출력 -l: 파일 상세정보 출력
cd	현재 디렉토리 변경
cp	파일/디렉토리 복사	-r: 디렉토리 복사	cp a.txt b.txt cp -r dir1 dir2
mv	파일/디렉토리 이름변경과 이동		mv a.txt b.txt mv a.txt dir1
rm	파일/디렉토리 삭제	-r: 디렉토리 삭제
mkdir	디렉토리 생성
rmdir	빈 디렉토리 삭제
cat	파일 내용 출력
more	파일 내용을 쪽단위로 출력
chmod	파일 접근권한 변경		chmod 755 a.exe chmod go+x a.exe
grep	패턴 검색		grep abcd a.txt

Others

su	사용자 계정 변경	-: 변경할 사용자의 환경 초기화 파일 실행
tar	파일/디렉토리 묶기	-cvf: tar파일 생성 -tvf: tar파일내용보기 -xvf: tar파일 풀기	tar cvf a.tar * tar tvf a.tar tar xvf a.tar
whereis which	파일 위치 검색		whereis ls which telnet

Man page

• Unix/Linux 시스템 사용 설명서
• man [options] [section] page
  • page: 검색하려는 명령어/함수 이름
  • section: page의 소속 구분
    • 1: Shell cmd, 2: System call, 3: Std. library

Hello Linux

VI editor

입력모드전환	i, a, o, O	명령모드전환	ESC
커서이동	j, k, h, l 또는 방향키	행이동	#G (50G, 143G, …) :행번호
한글자수정	r	여러글자수정	#s (5s, 7s, …)
단어수정	cw	명령취소	u, U
검색하여수정	:%s/aaa/bbb/g	복사	#yy (5yy, 10yy)
붙이기	p	커서이후삭제	D(shidt-d)
잘라내기	x, #x(3x, 5x, …)	행삭제(잘라내기)	dd, #dd(3dd, 4dd, …)
저장하고 종료	:wq! ZZ	저장하지 않고 종료	:q!

1강-4. Makefile & Make (Unix/Linux 컴파일 환경)

GNU C compiler

• Basic compiler for Unix/Linux
• gcc [options] filename
  • options
    • -c: object file(.o)만 생성
    • -o: execution file name 지정

Makefile & Make

Makefile

• Compile 방법을 기술 하는 파일
  • 관련 파일 정보, compile 명령, 실행 파일명 등
• 여러 파일로 구성된 프로젝트 설정과 비슷한 개념

Make

• 주어진 Makefile에 따라 compile을 수행하고, 실행파일을 생성
• 최초 컴파일 이후에는, 변경이 있는 파일만 컴파일 함

Without make file

$gcc -c -o main.o main.c
$gcc -c -o foo.o foo.c
$gcc -c -o bar.o bar.c

$gcc -o app.out main.o foo.o bar.o

Makefile -> 소스코드가 있는 폴더에 위치

app.out: main.o foo.o bar.o
  gcc -o app.out main.o foo.o bar.o

main.o: foo.h bar.h main.c
  gcc -c -o main.o main.c

foo.o: foo.h foo.c
  gcc -c -o foo.o foo.c

bar.o: bar.h bar.c
  gcc -c -o bar.o bar.c

• Rule block

<Target>:<Dependencies>
  <Recipe>

# Target
  - Bulid 대상 이름
  - 일반적으로 최종 결과 파일명 사용
# Dependency
  - Build 대상이 의존하는 Target이나 파일 목록
# Recipe
  - Build 대상을 생성하는 명령어

• Implicit rules (Built-in rules)
  • 자주 사용되는 규칙을 자동으로 처리

app.out: main.o foo.o bar.o
  gcc -o app.out main.o foo.o bar.o

main.o: foo.h bar.h main.c
foo.o: foo.h foo.c
bar.o: bar.h bar.c

Variables (or Macro)

$(VarName)

CC = gcc
CFLAGS = -g -Wall
OBJS = main.o foo.o bar.o
TARGET = app.out

$(TARGET):$(OBJS)
  $(CC) -o $@ $(OBJS)

main.o: foo.h bar.h main.c
foo.o: foo.h foo.c
bar.o: bar.h bar.c

Clean rule

• Build로 생성된 파일들을 삭제하느 규칙
• Clean build를 위해 사용 가능

clean:
  rm -f *.o
  rm -f $(TARGET)

$make clean

Makefile -basic pattern

CC = gcc
CFLAGS = -g -Wall
OBJS = main.o foo.o bar.o
TARGET = app.out

all: $(TARGET)

$(TARGET) : $(OBJS)
  $(CC) -o $@ $(OBJS)

main.o: foo.h bar.h main.c
foo.o: foo.h foo.c
bar.o: bar.h bar.c

clean:
  rm -f *.o
  rm -f $(TARGET)

CC = <compiler>
CFLAGS = <options for compiler>
LDFLAGS = <options for linker>
LDLIBS = <a list of library to link>
OBJS = <a list of object file>
TARGET = <build target name>

all: $(TARGET)

clean:
  rm -f *.o
  rm -f $(TARGET)

$(TARGET) : $(OBJS)
  $(CC) -o $@ $(OBJS)