강의 소개 & MinGW & gcc

강의소개 & MinGW & gcc 공학기초설계 Youn-Hee Han http://icl.kut.ac.kr

강의 소개 • 강의 목적 • C언어로 문제 해결 훈련 • C프로그래밍 실력 향상 • 강의 방법 • 수업시간에 주어지는 2개의 문제를 C언어로 개별적으로 풀어보고 Solution을 설명한다. • 각 문제별 시간할당 • 개별 해결 시간: 1시간 • Solution 풀이: 30분

강의 소개 • 평가 방법 • Homework로 제출되는내용에 대하여 다음을 평가 • 제출유무 • 제출: 10점, 미제출: 0점 • 완성도 • 완벽완성: 10점, 부분완성: 5점, 해결을 거의 못함: 1점 • 제출시간 • 기한 2일전: 10점 • 기한 1일전: 9점 • 기한: 8점 • 기한초과: 3점 • 실행코드 (exe) & 메모리 사이즈 (상대평가) • 상위 20%: 10점 • 중간 60%: 8점 • 하위 20%: 6점 • 기말고사: 실기 시험 • 평가방법: 절대평가 • 출석: 10%, Homework: 50%, 기말 고사: 40%

MinGW • MinGW (Minimalist GNU for Windows) • http://www.mingw.org/ • A collection of freely available and freely distributable Windows specific header files and import libraries, augmenting the GNU Compiler Collection, (GCC), and its associated tools, (GNU binutils). • MinGW provides a complete Open Source programming tool set which is suitable for the development of native Windows programs that do not depend on any 3rd-party C runtime DLLs. • 기본 설치면 C언어를 위한 gcc가 설치 됨 • 다음과 같은 추가 옵션 선택 가능 • gcc-g++ for C++ • gcc-objc for Objective C • gcc-g77 for Fortran 77 • gcc-java for Java • gcc-ada for Ada • mingw-gdb for debugger • mingw32-make for make • mingw-utils for MinGW Utilities • c:\MinWG 폴더를 path 환경변수에 할당

gcc • gcc • ‘GNU C++ Compiler’의 약자로 C나 C++(이하 C)로 만든 소스파일을 Compile 및 linking 하여 목적, 실행 파일을 만드는 프로그램 • gcc 특성 • gcc는 Windows OS에서 많이 활용하는 Visual C/C++과같은 Visual 환경을 제공하지 않음 • gcc 는 수동적인 방식임 • 상용 유닉스에 달려오는 AT&T 스타일, BSD 스타일의 C 언어 문법은 물론 ANSI C 를 기본으로 하여 모든 문법을 소화해낼 수 있음 • 특유의 문법도 가지고 있으며. 구식 컴파일러, 구식 문법도 지원하고 있음 • 상용 유닉스에는 cc 가 지원되지만 gcc 를 설치하여 사용하는 경우가 많음

gcc 사용 • 적절한 Editor로 C 프로그램 작성 • 파일명: test.c int a,b,c; int main() { scanf("%d %d %d", &a, &b, &c); printf("%d", a+b+c); exit(0); }

gcc 사용예 • MinGW에서 제공하는 gcc 사용 예 • gcc test.c • a.exe • gcc –o 1.exe test.c • 1.exe • gcc –c test.c • test.o • gcc –o 2.exe test.o • 2.exe 컴파일 *.c(소스파일) -------> *.o(목적파일) 링크 *.o(목적파일) -------> a.out(실행파일)

Program, Process, Memory • Program & Process • process is a running program • Process & Memory • Without memory for storing data, it's impossible for a program to get any work done. • Process leads to the use of dynamically allocated memory -- memory allocated at runtime instead of at compile time. • A process has five conceptually different areas of memory allocated to it: • Code (Text) • Initialized Data • Zero(Default)-initialized Data • Heap • Stack

Program, Process, Memory • Memory and “size” program bss data total (dec & hex) text BSS is an acronym for "Block Started by Symbol," a mnemonic from the IBM 7094 assembler

Program, Process, Memory • Five Memory Blocks • Code (Text) • The area where the executable instructions reside. • Initialized Data • The area where statically allocated and global data that are initialized to non-default values • Zero(Default)-initialized Data • The area where statically allocated and global data that are initialized to zero by default • Heap • The area where dynamic memory (obtained by malloc() and friends) resides • Stack • The area where local variables are allocated. • Local variables are all variables declared inside the opening left brace of a function body (or other left brace) that aren't defined as static. • function parameters are also placed on the stack

Program, Process, Memory • gcc, size, strip • The strip program removes the symbols from the object file. • This can save significant disk space for a large program, at the cost of making it impossible to debug • Even after removing the symbols, the program file size is invariable $ gcc -o ch03-memaddr ch03-memaddr.c Compile the program $ ls -l ch03-memaddr Show program size -rwxr-xr-x 1 arnold devel 12320 Nov 24 16:45 ch03-memaddr $ size ch03-memaddr Show memory sizes text data bss dec hex filename 1458 276 8 1742 6ce ch03-memaddr $ strip ch03-memaddr Remove symbols $ ls -l ch03-memaddr Show program size again -rwxr-xr-x 1 arnold devel 3480 Nov 24 16:45 ch03-memaddr $ size ch03-memaddr Component sizes haven't changed text data bss dec hex filename 1458 276 8 1742 6ce ch03-memaddr

Appendix

1. 프로세스의 메모리 배치 • 프로세스 이미지 • 프로세스는 일정한 메모리를 배정 받아 사용 • 프로그램 실행에 필요한 어셈블러 코드, 변수가 저장 • 원칙적으로 한 프로세스는 다른 프로세스의 메모리 영역에 접근 불가 • C 프로그램과 이미지의 내용 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> extern char **environ; //extern 변수 int init_global_var = 3; //초기화된 global 변수 int unint_global_var; //초기화되지 않은 global 변수 int main(int argc, char **argv) { int auto_var; //automatic 변수 (local variable) static int static_var; //static 변수 register int reg_var; //register 변수 char *auto_ptr; //automatic 변수 (local variable) auto_ptr = malloc(10); return 0; }

1. 프로세스의 메모리 배치 • 프로세스의 메모리 영역과 저장되는 변수 종류 하위 메모리 상위 메모리

1. 프로세스의 메모리 배치 #include <stdio.h> void test(void) { static int s_count=0; int a_count=0; s_count++; a_count++; printf("static count=%d\tauto count=%d\n", s_count, a_count); } void main(void) { int i; for(i=0; i<5; i++) test(); }

2. 스택과 힙 • 스택 (Stack) • 현재 호출되어 실행중인 함수의 코드와 환경 정보를 저장 • 예) • main()에서 printf()를 호출하였다면 main()이 차지하는 영역 위에 printf()를 처리하기 위한 메모리가 할당되고 printf()가 수행 • print()가 리턴되면 printf()와 관련된 영역은 삭제되고 프로세서의 수행은 main()으로 돌아감 • 함수 내부에서 임시로 사용되는 automatic 변수는 스택 영역에 할당 • automatic 변수 – 자동으로 생성되었다가 자동으로 없어지는 변수 • 힙 (Heap) • 스택은 영역 사용하던 메모리가 함수의 종료와 함께 사라짐 • 이 문제를 해결하기 위하여 리턴되어도 사라지지 않도록 한 영역이 힙 • malloc() 함수를 사용한 역영은 힙에 저장

2. 스택과 힙 int main() { char *prt; ptr = func(); } char *func() { char arr[10]; return arr; } int main() { char *prt; ptr = func(); // ptr 사용 free(ptr); // ptr 사용 종료 } char *func() { char *arr; arr = malloc(10); return arr; }

3. 활성화 레코드 (Activation Record) • 메인함수 호출에 따른 활성화 레코드 • int a; 전역 변수 void main( ) { int b; char *s; 지역변수(스택) s = malloc(10); 10 바이트짜리 동적변수(힙) b = fcn(5); free (s); }

4. 활성화 레코드 (Activation Record) • 일반 함수 호출에 따른 활성화 레코드 • int fcn(int p) { 파라미터(스택) int b = 2; b = b + p; return (b); }

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