C Programming의 내부를 파헤쳐보기 - Inside the C Programming

관련포스트
Inside the C Programming - 아쉽지만 원 저자의 요청으로 비공개가 되었습니다.

관련내용
GNUPro Toolkit Manuals 4. Basic Principles of the Tools

2010년 5월 30일 오후 2시경.

강남구 아무개동 아무개회사에서 GNU Korea의 blueguy님의 세미나가 있었습니다.

제목은 Inside the C Programming 이라는 것이였습니다.

세미나 내용은 Inside the C Programming 의 내용 그대로 진행하였습니다.

Inside the C Programming 의 내용을 보면 학부 3~4학년때 배우는 과목인 System Programming+Operating System+Compiler(앞부분)을 종합하여 넣은 것이라 내공이 상당하게 쌓이지 않은 이상 쉽게 설명하려고 해도 안드로메다로 넘어갈수 있습니다.

학부를 졸업한 사람에게도 내용이 이해되는건 몇개 있고 약간 모르는 내용들이 여러 개씩 나오긴 하지만, 학부생에게 이런 내용 알려주면 거의 상모돌리고 졸아 버릴 위험성이 높겠군요.

Inside the C Programming 에서 다루는 내용을 아래와 같이 압축하여 간단하게 설명하겠습니다.

1. (우선 C언어를 학부때 배웠다는 전제하에서) gcc(the GNU Compiler Collection-GNU C Compiler가 아님.)는 IDE를 가지지 않은 command line compiler이다.

gcc가 하는 일

(1) 사용자에게 옵션과 소스 파일명들의 입력을 받는다.

(2) 소스 파일명의 확장자를 보고 어떤 단계를 처리해야 할지 결정합니다.

(3) 사용자의 옵션을 각각의 단계를 맡고 있는 실행파일의 옵션으로 변경합니다.

(4) 각각의 단계를 맡고 있는 실행파일을 호출(fork와 exec이겠죠?)하여 단계를 수행하도록 한다.

2. gcc는 껍데기이고 내부에서 cpp, as, ld 등에서 처리된다.  (참조: GNUPro Toolkit Manuals 4. Basic Principles of the Tools)

3. 전처리(preprocessing)과정에서는 프로그래밍 컴파일을 하기전 소스코드의 매크로 치환을 합니다. 여기까지는 소스 코드의 parsing을 하지도 않고, 컴파일 과정도 거치지 않으므로 여기까진 어느 플랫폼의 컴파일러가 돌아가던 문제 없이 처리할수 있습니다.
(※ 참고로 전처리 과정은 매크로 치환을 할 뿐이고 에러를 잡을 수 없습니다.)

4. 전처리과정이 끝났으면 C언어 소스의 파싱을 합니다. 여기에서 모든 에러를 걸려줍니다. 전처리과정에선 매크로 치환만 하지 에러는 파싱과정에서 대부분을 잡습니다.

5. 파싱이 끝나고 나선 Assemble 과정을 거칩니다 as(GNU assembler)가 어셈블리 언어로 변환을 해 줍니다.

5. 이후 relocatable object과정을 거칩니다. Assemble과정이 끝나면 Object파일이 생성됩니다. 이 Object파일들을 모아서 어떤 symbol을 참조하는지에 대해서 조사하고 Linking을 하고 메모리상에 Loading을 하게 됩니다. 이를 Linking and Loading이라고 부릅니다.

2시간 동안 진행 되었던 Inside the C Programming (원 저자 요청으로 비공개) 세미나 내용을 매우 압축하여 표현하였으나 여기선 설명이 부족한듯 합니다. -_-;; 상세한 내용은 Inside the C Programming (원 저자 요청으로 비공개)을 보시기 바랍니다.

(참조: GNUPro Toolkit Manuals 4. Basic Principles of the Tools)
Compilation involves up to four stages, always in the following order:

• preprocessing

• compiling

• assembling

• linking
  

컴파일러가 컴파일을 하면 preprocessing, compiling, assembling, linking 등의 4단계로 진행된다고 설명할 수 있습니다. 컴파일러가 컴파일하는 것의 내부를 더 뜯어보면 Parsing은 물론이고 컴퓨터 메모리 구조등의 OS 기본지식이 있어야 알수 있는 내용들이 들어있습니다.

역시 컴퓨터공학부 3~4학년 과정 과목인 System Programming, Operating System, Compiler(앞부분) 3과목의 내용을 통틀어 설명하기 때문에 2시간의 세미나가 부족하긴 하더군요. 더 많은 정보를 얻고 싶은 분들은 gcc, cpp, as, ld 등의 manpage와 manual을 참조해야 되는 사실을 보고나선... (한글화가 된 자료는 joinc.co.kr의 내용을 다 읽어보면 빠른 시간내에 이해되실겁니다.)

공부할 것은 많고, 시간은 부족하다.