PB173 Linux
01 GCC, Make
Roman Lacko xlacko1@fi.muni.cz
2022-09-16
1
Obsah
1. Úvod
2. Vývoj v prostredí GNU/Linux
3. Záver
2
Úvod
Úvod: Informácie o predmete
PB173 Tematické programování
• bez prednášok
• každá skupina má vlastné pravidlá
• možný opakovaný zápis
3
Úvod: Informácie o predmete
PB173/linux Systémové programování Linux
• programovanie v používateľskom priestore Linux Kernel
• ukážky použití rôznych rozhraní a súvisiacich knižníc
• POSIX C Library, GNU C Library
• POSIX Threads Library
• rozhrania iných systémov, ktoré Linux implementuje
• programovací jazyk C99 alebo C11
4
Úvod: Predpoklady
• znalosti predmetu PB071 Nízkoúrovňové programování
• programovanie v jazyku C
• používanie ladiacich nástrojov (valgrind, debugger)
• základné používateľské znalosti s Linux
• základy Gitu
5
Úvod: Materiály
Priebežne pridávané do projektu v GitLabe (viď handbook.pdf).
exNNt-* komentované ukážky
exNNp-* príklady na cvičenie
exNNx-* doplňujúce alebo pokročilé ukážky
hwNNa-*, … základné domáce úlohy
hwNNx-*, … náročnejšie domáce úlohy
6
Úvod: Študijné materiály
• PDF prezentácia v študijných materiáloch v IS MU
• materiály k cvičeniu vo verejnom Git repozitári
7
Úvod: Bodovanie
10 b jedna základná úloha z každého týždňa
podľa vlastného výberu
5 b každá ďalšia vypracovaná základná úloha
z toho istého týždňa
10 - 30 b každá ťažká domáca úloha,
bodovanie bude upresnené v zadaní úlohy
0 - 2 b vypracovanie príkladu na projektor,
aktivita na hodine atď.
8
Úvod: Domáce úlohy
Jadrom hodnotenia sú domáce úlohy:
• Koniec odovzdávania dva týždne po zverejnení zadania.
• Úlohy sa odovzdávajú ako Merge Request v repozitári.
• Jedno opravné odovzdanie.
9
Úvod: Hodnotenie
Na úspešné hodnotenie je treba splniť nasledujúce podmienky:
1. Nanajvýš dve neospravedlnené neúčasti na seminári.
2. Získať aspoň 80 bodov.
Ekvivalent plných 8 z 12 základných úloh.
Náhrada neúčasti
Neospravedlnenú neúčasť si môžete nahradiť vypracovaním
ťažkej úlohy z toho istého bloku za 0 bodov.
Ak budete túto možnosť chcieť využiť, dajte mi najprv vedieť.
10
Vývoj v prostredí GNU/Linux
Vývoj v prostredí GNU/Linux
The Linux philosophy is „Laugh in the face of danger.“
Oops. Wrong One. „Do it yourself.“ Yes, that’s it.
— Linus Torvalds linux.dev.kernel newsgroup
11
GNU/Linux: Rozcvička
12
GNU/Linux: GCC
GNU Compiler Collection
• štandardný prekladač na dnešných UNIX systémoch
• dostupný i pre ďalšie platformy
• front-endy pre rôzne jazyky
(C, C++, Fortran, Ada, …)
• behové knižnice
13
GNU/Linux: GCC: Preklad programu
$ gcc fact.c lib.c
a.out
*.o
ar
fact.o *.a
as
ld
lib.o
as
*.h
fact.c fact.i fact.s
cpp cc1
lib.c lib.i
cpp
*.h
lib.s
cc1
14
GNU/Linux: GCC: Fázy prekladu
gcc spúšťa jednotlivé časti prekladu samo.
Môžeme však preklad „zastaviť“ na niektorom kroku:
-E až po preprocesor
-S až po prekladač
-c až po assembler
Pre pripomenutie
-o FILE uloží výstup do súboru FILE
15
GNU/Linux: GCC: Ďalšie prepínače
-g, -pg ladiace resp. profilovacie informácie
viď gdb(1), gprof(1)
-O0, …, -O3 úroveň optimalizácií
-Og zapne len optimalizácie, ktoré nenarušia ladenie
-Os ako -O2 okrem optimalizácií, ktoré zväčšujú
výsledný program
-Ofast ako -O3 a navyše nejaké ďalšie
potenciálne nebezpečné optimalizácie
16
GNU/Linux: GCC: Štandard
-std=STD zapne konkrétny štandard jazyka
-pedantic vypne neštandardné rozšírenia prekladača
Vypne všetky symboly, ktoré nie sú súčasťou vybraného
štandardu. Ak ich chceme používať, je nutné ich zapnúť:
• makrom v zdrojovom kóde
#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>
• prepínačom pri kompilácii
$ gcc ... -D_POSIX_C_SOURCE=200809L ...
Viď man feature_test_macros 17
GNU/Linux: Make
Nástroj na automatické generovanie súborov z iných súborov.
Okrem programov môže vytvárať prakticky čokoľvek.
$ make [-f FILE]
Po spustení hľadá súbory Makefile alebo makefile, z ktorých sa
snaží prečítať recepty a spustí ich.
18
GNU/Linux: Make: Syntax
Syntax súborov:
• premenné (oficiálne „makrá“)
OBJECTS = main.o utils.o
• pravidlá
target: dependencies
command
...
Pozor, command musí byť odsadené \t!
• komentáre začínajú #
19
GNU/Linux: Make: Ciele
Make spúšťa ciele zadané na príkazovom riadku.
Ak nie sú zadané žiadne, vyrobí prvý cieľ. Ten sa typicky volá
all.
Konvenčné ciele v Makefile:
all Cieľ, ktorý vymenúva závislosti, ktoré sa majú
vyrobiť pri bežnom spustení make.
test Spustí priložené testy.
install Skopíruje vytvorený program do nejakého
systémového umiestnenia.
clean Zmaže dočasné súbory a medzikroky kompilácie.
20
GNU/Linux: Make: Parametre a prepínače
-n Príkazy vypíše, ale nespustí.
-k Snaží sa vyrobiť čo najviac cieľov,
neskončí pri prvej chybe.
-p Vypíše zabudovanú databázu pravidiel.
-f FILE Použije pravidlá zo súboru FILE
namiesto Makefile alebo makefile.
VAR=VALUE Nastaví premennú z príkazového riadka.
Všetky ostatné parametre (bez -) sú ciele.
21
GNU/Linux: Make: Automatické premenné
Okrem vlastných premenných vytvára Make v kontexte
pravidiel aj niekoľko užitočných makier:
$@ cieľ pravidla
$< prvý reťazec v zozname závislostí
$^ zoznam závislostí bez duplicít
$* cieľ pravidla bez prípony
koreň v implicitných pravidlách (GNU)
$+ (GNU)
závislosti s opakovaním
$? (GNU)
závislosti novšie než cieľ
22
GNU/Linux: Make: Príponové pravidlá
Vzory pravidiel podľa prípon súborov (prípony musia byť
deklarované ako závislosti .SUFFIXES):
.SOURCE.TARGET:
command
Príklad pravidla, ktoré má Make zabudované v sebe:
.SUFFIXES: .c .o
.c.o:
$(CC) $(CFLAGS) -c $<
23
GNU/Linux: Make: Vzorové pravidlá (GNU)
Rozšírenie GNU na pohodlnejšiu syntax vzorov
%.o: %.c
$(CC) $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c $<
%: %.o
$(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $^ $(LDLIBS) $(LOADLIBES)
Podobné pravidlá má GNU Make už zabudované.
make -p -f/dev/null | grep -E -A3 '(%: %.o|%.o: %.c)$'
24
GNU/Linux: Make: Programy a prepínače
Niektoré premenné majú v Make význam daný POSIXom:
CPP, CPPFLAGS preprocesor a prepínače
CC, CFLAGS prekladač C a prepínače
LDFLAGS prepínače pre linker
RM prenositeľné mazanie súborov
CXX, CXXFLAGS (GNU)
prekladač C++ a prepínače
LOADLIBES, LDLIBS (GNU)
starý a nový zoznam knižníc
Meňte len *FLAGS a LDLIBS. Nástroje nechajte na prostredie.
25
Záver
Zdroje a odkazy
• manuálové stránky
• gcc(1)
• make(1p)
• GNU Make
26