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Ambiente de Desenvolvimento de Programas Walter Fetter Lages [email protected] Universidade Federal do Rio Grande do Sul Escola de Engenharia Departamento de Engenharia Elétrica Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica ELE00002 Sistemas de Automação Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.1

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Page 1: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Ambiente de Desenvolvimento deProgramas

Walter Fetter [email protected]

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Escola de Engenharia

Departamento de Engenharia Elétrica

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

ELE00002 Sistemas de Automação

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.1

Page 2: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Tópicos

• Editor de Textos• Compilador• Montador• Linker

• Linkagem Incremental• Linkagem Estática• Linkagem Dinâmica

• Make• Gerenciador de Bibliotecas• Depurador• Ambiente Integrado de Desenvolvimento

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.2

Page 3: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Introdução

• Linguagem de máquina• Assembly• Montador• Compilador• SistemaHost• SistemaTarget

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.3

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Editor de Textos

• Produz o arquivo fonte (.c, .pas, .java,.cpp, . . . )• MS-DOS Editor (edit)• Windows notepad (notepad)• Norton Editor (ne)• Brief (brief)• Windows Programmer’s Editor (wpe)• Joe’s Own Editor (joe)• Visual Editor (vi)• VI Improoved (vim)• KDE Text Editor (kedit)• Editor of Macros (emacs)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.4

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Compilador

• Traduz os módulos fonte para outra linguagem(.asm, .s) ou para módulos objeto (.obj, .o)• Microsoft C (cc)• Turbo Pascal (tpc)• Turbo C++ (tcc)• Borland C++ (bcc)• GNU Compiler Collection (gcc, g++, g77,gjc, . . . )

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.5

Page 6: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Montador

• Traduz os módulos fonte em Assembly (.asm,.s) para módulos objeto (.obj, .o)• Microsoft Macro Assembler (ml, masm)• Turbo Assembler (tasm)• GNU Assembler (as)• Netwide Assembler (nasm)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.6

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Linker

• Liga os diversos módulos objeto (.obj, .o) paracriar:• um programa executável, ou• um módulo maior, ou• uma biblioteca de linkagem dinâmica

• As referências internas são resolvidas• Microsoft Linker (link)• Turbo Linker (tlink)• GNU Linker (ld, collect2)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.7

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Gerenciador de Bibliotecas

• Agrupa diversos módulos objeto (.obj, .o) emum arquivo de biblioteca (.lib, .a)

• As referências internasnãosão resolvidas• A unidade de linkagem é o módulo objeto

• Microsoft Library Manager (lib)• Turbo Library Manager (tlib)• GNU Archive (ar)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.8

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Depurador

• debug• Codeview (cv)• Turbo Debugger (td)• GNU Debuger (gdb)

• Front-ends (xxgdb, kdbg)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.9

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Linkagem Incremental

• Diversos módulos objeto são ligados para formarum módulo objeto maior

• São resolvidas as referências internas

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.10

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Linkagem Estática

• Um ou mais módulos são ligados para criar umprograma executável (.exe) ou imagem binária(.com)

• Podem ser ligados módulos em sí ou móduloscontidos em bibliotecas estáticas

• Cada programa tem a sua própria copia dosmódulos objeto (.obj, .o)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.11

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Linkagem Dinâmica

• Bibliotecas dinâmicas (.dll, .so) não sãoligadas com o programa pelo linker

• Carregada pelo sistema operacional• Compartilhada por todos os programas que usam

a biblioteca dinâmica

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.12

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Make

• Programa para automatizar e otimizar o processode compilação e linkagem

• Executa apenas os procedimentos que sãonecessários

• Funciona baseado na comparação das datas ehoras dos arquivos

• Makefile = Arquivo interpretado pelomake• Microsoft Program Maintenance Utility

(make, nmake)• Borland Make (make)• GNU Make (make)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.13

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IDE

• Editor, Compilador, Linker, Make, . . . integrados• Alguns podem ser configurados para utilizar

diversos compiladores, linkers, . . .• Microsoft Visual C (msc)• Turbo Pascal (turbo)• Borland C++ (bc)• Windows Programmer’s Editor (wpe)• KDE Development Environment

(kdevelop)

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.14

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Exemplo 1

• Hello, World! em C• hello.c• Makefile

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.15

Page 16: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

hello.c

#include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){

printf("Hello, world!\n");return 0;

}

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.16

Page 17: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Makefile

CFLAGS=-O2 -Wall

CINCLUDE=-I. -I${HOME}/include

CLIBDIR=-L${HOME}/lib

CLIBS=

CPPFLAGS=

CPPINCLUDE=-I${HOME}/include/cpp -I../include

CPPLIBDIR=-L../lib

CPPLIBS=

INCLUDE=${CINCLUDE} ${CPPINCLUDE}

FLAGS= ${CFLAGS} ${CPPFLAGS}

LIBDIR=${CLIBDIR} ${CPPLIBDIR}

LIBS=${CPPLIBS} ${CLIBS}

CMP= gcc

CMPFLAGS= ${FLAGS} ${INCLUDE}

LDFLAGS= ${LIBDIR} ${LIBS}

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.17

Page 18: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Makefile – Continuação

all: hello

hello: hello.c

${CMP} ${CMPFLAGS} -o $@ $^ ${LDFLAGS}

clean:

rm -f *~ *.bak *.o

install:

distclean: clean

rm -f hello

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.18

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Exemplo 2

• Hello, World! em C++• hello.cpp• Makefile

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.19

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hello.cpp

#include <iostream>

int main(int argc,char *argv[]){

cout << "Hello, world!\n";return 0;

}

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.20

Page 21: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Makefile

CFLAGS=-O2 -Wall

CINCLUDE=-I. -I${HOME}/include

CLIBDIR=-L${HOME}/lib

CLIBS=

CPPFLAGS=

CPPINCLUDE=-I${HOME}/include/cpp -I../include

CPPLIBDIR=-L../lib

CPPLIBS=

INCLUDE=${CINCLUDE} ${CPPINCLUDE}

FLAGS= ${CFLAGS} ${CPPFLAGS}

LIBDIR=${CLIBDIR} ${CPPLIBDIR}

LIBS=${CPPLIBS} ${CLIBS}

CMP= g++

CMPFLAGS= ${FLAGS} ${INCLUDE}

LDFLAGS= ${LIBDIR} ${LIBS}

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.21

Page 22: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Makefile – Continuação

all: hello

hello: hello.cpp

${CMP} ${CMPFLAGS} -o $@ $^ ${LDFLAGS}

clean:

rm -f *~ *.bak *.o

install:

distclean: clean

rm -f hello

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.22

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Exemplo 3

• Hello, World! em Assembly• Utiliza serviço do Linux para mostrarstring• Sintaxe dogas

• hello.s• Makefile

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.23

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hello.s

.intel_syntax noprefix

.text

.global _start

_start:

mov edx,offset len # 3rd arg. string length

mov ecx,offset msg # 2nd arg. pointer to string

mov ebx,1 # 1st arg. file handle (stdout)

mov eax,4 # system call number (sys_write)

int 0x80 # call kernel

xor ebx,ebx # 1st arg. exit code

mov eax,1 # system call number (sys_write)

int 0x80 # call kernel

.data

msg:

.string "Hello, world!\n"

len= . - msg

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.24

Page 25: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Makefile

ASMFLAGS=-a=hello.lst --gstabs -n --32

INCLUDE=

FLAGS=${ASMFLAGS}

LIBDIR=

LIBS=

LD=ld

CMP=as

CMPFLAGS=${FLAGS} ${INCLUDE}

LDFLAGS=-m elf_i386

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.25

Page 26: Ambiente de Desenvolvimento de Programasfetter/ele00002/devel.pdf · • Programa para automatizar e otimizar o processo de compilação e linkagem • Executa apenas os procedimentos

Makefile – Continuação

all: hello

hello: hello.o

${LD} ${LDFLAGS} -o $@ ${LIBS} $^

hello.o: hello.s

${CMP} ${CMPFLAGS} -o $@ $^

clean:

rm -f *~ *.bak *.o

install:

distclean: clean

rm -f hello *.lst *.map .kdbgrc.*

Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.26

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Referências[1] S. Chamberlain and I. L. Taylor.Using ld, the GNU Linker, 2003.

<http://sourceware.org/binutils/docs> .

[2] D. Elsner, J. Fenlason, and friends.Using as, the GNU Assembler, 2002.

<http://sourceware.org/binutils/docs> .

[3] R. H. Pesch, J. M. Osier, and Cygnus Support.The GNU Binary Utilities,

1993.<http://sourceware.org/binutils/docs> .

[4] R. M. Stallman, R. McGrath, and P. Smith.GNU Make, A Program for

Directing Recompilation. Boston, 2002.

<http://www.gnu.org/software/make/manual/make.pdf> .

[5] R. M. Stallman, R. Pesch, S. Shebs, and etal.Debugging with GDB, The

GNU Source-Level Debugger. Boston, 2002.

<http://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb.pdf.gz

[6] R. M. Stallman and The GCC Developer Community.Using the GNU

Compiler Collection, 2004.

<http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc> .Copyright (c) Walter Fetter Lages – p.27