Programmazione di Sistema Gnu Linux 01

Summary

The transcript appears to be a lecture on system programming and applications in a Linux environment. The speaker, referred to as 'genio' or genius, discusses the importance of learning system programming to manage interfaces and data structures provided by the operating system. The lecture covers topics such as system calls, the C programming language, and the use of free software. It also touches on the process of compiling a simple C program, the role of the preprocessor, and the significance of understanding the underlying mechanisms for software development. The speaker emphasizes the value of open-source software and the community's role in its development and distribution.

Takeaways

• 📚 The transcript is a lecture about system programming and applications in a Linux environment, using a chosen distribution.
• 🎓 The speaker is a long-time expert in the field and aims to guide the audience through the learning process.
• 💻 The laboratory setting is designed to help acquire skills for managing programming interfaces and data structures provided by the operating system.
• 🌐 The focus will be on system calls and the libc library, with complete programs used for better understanding.
• 🛠️ The importance of mastering tools for developing decent software is emphasized, including the use of free software.
• 🆓 The lecture highlights the benefits of free software, enabling the community to enjoy and contribute to the operating system.
• 📈 The process of installing necessary tools like the C compiler and libraries on a Debian GNU/Linux distribution is discussed.
• 🔧 The first program example is a simple 'Hello World' in C, demonstrating the basic structure and compilation process.
• 📝 The role of the preprocessor, compiler, and linker in transforming source code into an executable is explained.
• 📖 The manual pages and their sections are briefly touched upon as resources for understanding system calls and C library functions.
• 🎯 The goal is for the audience to gain personal and professional benefits from the lecture series.
• 👋 The speaker concludes by encouraging the audience to like the content and looks forward to the next session.

Q & A

What is the main focus of the laboratory mentioned in the transcript?

The main focus of the laboratory is on system programming and applications in a Linux environment.

What is the significance of the laboratory in the learning process?

The laboratory serves to acquire skills for managing programming interfaces and data structures provided by the operating system, helping to develop competencies in system programming.

What is the role of system calls and the libc library in the laboratory?

System calls and the libc library are discussed to understand their role in the functioning of software and to gain a deeper understanding of system programming in Linux.

Why is the C programming language predominantly used in the laboratory?

The C programming language is used because of its widespread material and its central role in system programming, allowing for the development of efficient software.

How does the use of free software play a role in the learning process?

Free software is used as a tool to empower individuals and the community, allowing them to study, modify, and distribute the operating system, which is a valuable resource often underutilized by society.

What is the first program discussed in the transcript?

The first program discussed is a simple 'Hello World' program in C, which prints the string 'Hello, World!' to the standard output.

What is the purpose of the '#include' directive in C?

The '#include' directive is used to include the content of another file during the preprocessing stage of the compilation process, allowing for the use of standard libraries and macros.

What happens during the compilation process of the C program?

During the compilation process, the preprocessor handles '#include' directives, the compiler translates the C code into assembly language, and the assembler converts the assembly code into machine code. The linker then combines these into an executable binary.

What is the role of the linker in the compilation process?

The linker is responsible for combining object files and libraries to create the final executable binary, resolving symbols and ensuring that all necessary components are present.

How does the transcript emphasize the importance of understanding the entire compilation process?

The transcript emphasizes that understanding the entire compilation process, from preprocessing to linking, is crucial for developing competent software, as it provides insights into how system calls and libraries function together to produce executable programs.

What is the significance of the 'main' function in the C program?

The 'main' function is the entry point of the C program, the point from which the execution of the program begins. It is where the program's logic is initiated and where the 'Hello, World!' string is printed to the standard output.

Outlines

00:00

📚 Introduction to System Programming and Linux Environment

This paragraph introduces the topic of system programming and applications in the Linux environment. The speaker, identifying himself as a long-time expert, expresses his intention to guide the audience through this learning process. He emphasizes the importance of laboratories for acquiring skills to manage programming interfaces and data structures provided by the operating system. The paragraph also touches on the use of system calls, the C library, and the necessity of understanding complete programs to grasp their functioning fully. The speaker advocates for the use of free software and the community's role in making the operating system accessible for everyone to study, modify, and distribute, highlighting the vast yet underutilized resource that it represents.

05:03

🔧 Setting Up the Programming Environment

The second paragraph delves into the practical aspects of setting up the programming environment. It discusses the installation of a C compiler, which is essential for programming in C, the language of choice due to its extensive material and the historical predominance of C in system programming. The speaker guides the audience through the process of checking if the C compiler is installed and the steps to install it using the meta package. The paragraph also covers the installation of libraries and documentation, and the importance of understanding the dependencies and modules installed. It concludes with a brief mention of the next topics to be covered, including system calls and editing programs.

10:04

📖 Understanding System Calls and the C Library

This paragraph focuses on the abstraction of system calls and the C library. The speaker explains the concept of system calls and how they interface with the operating system, as well as the role of the C library in providing functions for input and output operations. The paragraph also discusses the use of manual pages for reference and the importance of understanding the underlying mechanisms of the C library. The speaker introduces the idea of a preprocessor, compiler, and linker, and how they work together to transform source code into an executable program. The paragraph sets the stage for the creation and compilation of a simple 'Hello World' program to illustrate these concepts.

15:06

🔄 The Compilation Process and Binary File Generation

The fourth paragraph provides a detailed explanation of the compilation process, from preprocessing to the generation of a binary executable file. The speaker describes how the preprocessor handles directives, the compiler translates the code, and the linker resolves references to libraries and other files. The paragraph elucidates the transformation of the source code into a temporary file that includes necessary information for compilation, such as data structures, constants, and function prototypes. It also touches on the role of the assembly language and how it serves as an intermediary between the high-level C code and the machine code. The speaker concludes by discussing the final binary file and its execution, providing a comprehensive overview of the compilation process.

20:09

📈 Code Segmentation and Labeling in Assembly

The final paragraph delves into the segmentation of code in assembly language and the use of labels. It explains that each label represents a block of code within the text section, and the assembly process involves organizing these sections. The speaker also discusses the role of the processor in executing the code and the importance of understanding the manual interface provided by the C library. The paragraph concludes with a brief mention of the next topics to be covered in future sessions, encouraging the audience to stay tuned for more information.

Keywords

💡System Programming

System programming refers to the process of creating software that interacts closely with the operating system to manage hardware and software resources efficiently. In the context of the video, it is the primary focus of the lab, where the speaker intends to guide viewers through the intricacies of programming in a Linux environment, emphasizing the importance of understanding system calls and data structures provided by the system.

💡Linux Environment

A Linux environment refers to the ecosystem of software that operates on the Linux kernel, an open-source operating system. The video emphasizes the choice of Linux as the platform for programming and application development, highlighting its popularity and the wealth of resources available to the community.

💡System Calls

System calls are the interface between user-level programs and the kernel of an operating system. They allow programs to request services from the kernel, such as file operations or network communication. In the video, the speaker plans to discuss system calls in detail, which are crucial for low-level programming and understanding how software interacts with the system's hardware.

💡C Library

The C library is a collection of functions provided by the standard library in C programming, which supports various programming tasks such as input/output, memory management, and string manipulation. The video script mentions the use of the C library as part of the curriculum, emphasizing its importance in system programming and application development.

💡Software Development

Software development is the process of creating, maintaining, and enhancing computer programs. It involves a systematic approach to designing, coding, testing, and debugging software. In the video, the speaker is preparing the viewers for a journey in software development by teaching them the necessary skills to manage interfaces, data structures, and system calls in a Linux environment.

💡Open Source Software

Open source software refers to software that is released with a license that allows users to access, use, modify, and distribute the source code freely. The video emphasizes the use of open source software as a tool for learning and development, highlighting the community-driven aspect of Linux and its contributions to the broader citizenry.

💡Compiler

A compiler is a program that translates code written in one programming language into another language, typically machine code that can be executed by a computer. In the context of the video, the speaker mentions the installation of a C compiler, which is essential for converting C language source code into executable programs.

💡Preprocessor

A preprocessor is a program that processes source code before it is compiled, performing tasks such as macro expansion and file inclusion. In the video, the speaker discusses the role of the preprocessor in handling directives and generating a temporary file that includes necessary information for compilation.

💡Makefile

A Makefile is a file that contains instructions for the 'make' utility, which automates the build process of software by determining which parts of the program need to be recompiled and executing the necessary commands. In the video, the speaker mentions creating a Makefile, which suggests that the lab will cover build automation techniques.

💡Hello World Program

The 'Hello World' program is a traditional first program that programmers write when learning a new programming language. It typically involves displaying the text 'Hello, World!' to the standard output, demonstrating the basics of writing and executing a simple program. In the video, the speaker plans to analyze a 'Hello World' program to illustrate the compilation process and the functioning of system calls and C library functions.

💡Assembly Language

Assembly language is a low-level programming language that is specific to a particular computer architecture and is used to program a computer's hardware directly. In the video, the compiler's role is explained as translating high-level language code into assembly language, which is then further translated into machine code by an assembler.

💡Linker

A linker is a program that takes one or more object files generated by the assembler and combines them into a single executable file. It resolves symbols and addresses, ensuring that all the necessary code and data are present for the program to run. In the video, the speaker mentions the linker as part of the compilation process, indicating its importance in creating a final executable from the compiled code.

Highlights

Introduction to system programming and applications in a Linux environment.

Emphasis on the importance of learning to manage programming interfaces and data structures provided by the operating system.

Discussion on the use of system calls and the libc library.

Explanation of the need for mastery of tools to develop decent software.

Advocacy for the use of free software as a movement and its benefits for the community.

The role of free software in allowing citizens to enjoy and contribute to the operating system.

The challenge of interest conflicts in corporations that may hinder the widespread adoption of free software.

The necessity of studying extensively to understand the intricacies of system programming.

Introduction to the 'Hello World' program as a starting point for learning programming.

Explanation of the compilation process, including the roles of the preprocessor, compiler, and linker.

Details on how the compiler generates an assembly file from the source code.

Discussion on the assembly language and its role as an interface to the processor.

The importance of understanding the assembly code generated by the compiler for deeper insights into programming.

Overview of the sections in the assembly file, including code, data, and bss.

Explanation of how the linker resolves symbols and combines various object files into a single executable.

The significance of the 'main' function in the 'Hello World' program and its role in program execution.

The role of the standard input and output in the 'Hello World' program.

The process of executing the compiled 'Hello World' program in the terminal.

Encouragement for viewers to engage with the content and look forward to future lessons.

Transcripts

salve amici

ben trovati

nel

questo laboratorio informatico che

tratterà la programmazione di sistema e

applicazioni in ambiente linux come

distribuzione abbiamo scelto

una rabbia io sono genio a lungo e

dunque di guiderò in questo percorso

sono diciamo 20 anni che sul vivo e

lavoro con questo esterno

operativo ecco

diciamo laboratorio serve a dare delle

prendere delle

acquisire le competenze per poter

gestire poi le interfacce di

programmazione

e le strutture dati messe a disposizione

dall ambiente appunto dal sistema

operativo della parte con dalle librerie

dall'altra tratteremo in questo

laboratorio le chiamate di sistema

e tratteremo la libreria con ibc

faremo uso anche di programmi completi

per meglio capire alto il funzionamento

è tutto e tutti gli strumenti che

bisogna avere diciamo padronanza per

poter sviluppare

di software decente

dunque cosa devo dire

utilizziamo il software libero come

punto uno strumento software libero

movimento

grazie a loro

la comunità di persone normali

generare nella cittadinanza può

usufruire di questo sistema operativo

che appunto permette di studiare mi

mette a disposizione il professor gente

ti permette di studiare modificare

distribuire lavorare o questo è appunto

una risorsa grandiosa

poco poco sviluppata dalla società in

generale dalla cittadinanza in generale

perché purtroppo le aziende c'è il

conflitto di interesse ne detengono le

capacità e le conoscenze numero

molti molti degli aspetti non solo

così

aperti e liberi

bisogna studiare molto

manualistica

e molto tempo è richiesto per assorbire

digerire lo score questa informazione

va bene cosa tratteremo andavano in

queste prime elezioni tratteremo

la turi chan

tratteremo

programma di editing

prenderemo un po di confidenza con

appunto questi strumenti

social è importantissimo perché appunto

grazie a questa suite di software

possiamo produrre

maniera artigianale o professionale

nei programmi

principalmente come ho detto tratteremo

le chiamate di sistema e le funzioni di

neri sa

cosa dire d'altro spero che vi sia

gradito che possiate da questa volta

percorso trarre dei benefici personali e

professionali

o al lavoro andiamo avanti va bene

vorrei cominciare

un piccolo programma

insolito e lo world e analizzare un po

gli aspetti inerenti al palato jean agli

strumenti però prima di fare questo

abbiamo bisogno di verificare se il

nostro il nostro della nostra

distribuzione di utilizzo e una devia

ap un terminale con l'esterno trat

eccetera devia

verso e non vedevi al

10.10

l'architettura

60

bene allora come dicevo verifichiamo se

abbiamo installato del nostro sistema

della distribuzione di linux debian gnu

linux

abbiamo installato il compilatore

compilatore c perché prevalentemente nei

programmi programmeremo

esclusivamente in c

perché perché

c'è tanto tantissimo materiale per il

linguaggio c è

e poi perché la programmazione sistema è

stata principalmente in ci

vediamo l'ora

ma se abbiamo installato dall'altra

visto il compilatore

compiler dc ma vediamo il compiler c è

installato in stalle

per procedere all'installazione e tirare

dentro le librerie cedere dipende se

utilizziamo il meta pacchetto

da pacchetto non si chiama in

wilde

e senti anno

dice qualcosa nella mia vita va bene

così che speriamo nel comune come vedete

le bal des senza accensione diversi tv

alleneremo interesse delle basse questo

elenco informative per kick light e

senza ma come vedete ivaldi senza ci

sono per diverse architetture

e per diversi dicevamo piattaforme nel

vedere

l dead oppure union station

ma fu un pochino più prestati come

questa

vabbè ovest

però questa distanza

dunque abbiamo detto noi andiamo ad

installare il by the sun sun il quale

meta battendo che tirerà dentro cioè

questa sera un compilatore c del

compilatore c più libreria

il cda installata

per default

allora andiamo più che prima ci leghiamo

come amministratori su suo esclusivo

ok abbiamo detto gates non sta al bayern

per cento non lo vedete

non installiamo i pacchetti suggeriti

per ora vecchioni limite potremo

installare la documentazione ora

lasciamo fare morti semmai guarantees e

nei 60

ora verifichiamo

sarà verificare

chi ceci

versione

lego le stelle in testa alla

rosa abilitato nel linguaggio c a da

cibi più 200

e vedete che dipendenze si annunciano i

moduli siano installati come per ora ma

non ci interessa città

dunque ora ci

ritorniamo

prudenti

normale

che rifiutiamo di uni siamo in cui da

del tipo

directory world sa

per certo

creiamo una sorta di record

pronto a

cc inter ha comando

proprio a buccino lavorato sotto dire

che chiamavo

sezione a cura dell'unione parte

parte

10

e cesare ancori morte

0 ok ora

il primo programma il salito lo diciamo

da quello che

inizia ritorno nel world

e vediamo ora chiudiamo stampare a video

il quanta troubles print è raro che qui

c'è molta roba da

italiano mi son tante funzioni di priest

a seconda di quale livello di astrazione

intendiamo lavorare alle ci interessa

diciamo di

astrazione l system call e la libreria c

e in quelli della stazione di san cono e

tre

pagine di manuale 3 oppure il 2 in

questo caso l'inter se applicate una

funzione di libreria ed una funzione che

con dell'output era fondata c'è un

convertitore di giornata

vediamo nessuna sua interfaccia ma non è

detto che si tratta del manuale 3 della

libreria c

ora come arriviamo ecco funzione questa

una prova il punto tipo dice che la

funzione ricorda un intero e che accerta

al suo come parolo l'argomento

accetta un

valore in sola lettura

di tipo carattere che viene chiamato

formato e poi accetterà vari ovunque

argomenti i tre punti di star da dire

che l'attenzione gestirà uno o più

argomenti

vedete questo di aver file

indispensabili ed a dichiarare nel

nostro qual sorgente

questi file sarà utilizzato dal

preprocessore ed importerà nel file

sorgente

temporaneo che genererà tutte le aule

informazioni necessarie alla

compilazione nostro programma quando

arriva dal sottosistema di ingresso e

uscita e nel nostro caso l'ingresso è

una tastiera è riuscita del display

che ora cosa facciamo

utilizziamo il merito

e non

che ci

includiamo

la libertà al real five

ingresso uscita

dichiariamo una funzione di caricamento

la mail la quale viene utilizzata dal

compilatore da tutta la catena

della con jean dei vari potrà anche

preposti alla conduzione del soft e per

generare appunto meccanismi di

caricamento

crisi stava per avvenire

questo il marcatore abbiamo detto

essendo una sfida

ritorniamo nel sistema operativo in

valore zero ad indicare che l'esecuzione

della bustina di goleador ma cosa

facciamo si aggiunge punte stallo

all'inizio nel file sorgente il

programma chiamiamolo rod

ci arriva quarto

geroni bello

del c

day

autore ha detto è un diario

[Musica]

al umani chiede il nostro non è

ovviamente

che contano versione

00 e cui viviamo

dovremmo dire altro un commento per

esempio cosa farlo suo programma in

programma

allo scopo da per meglio dire lo scopo

proprio nel programma il programma the

program

il programma stampa sullo

standard

output la stringa

la stringa ciao

lingua

mondo

e dunque il programma allo scopo lo

scomodo di stampare questa questa questa

sera

bene ora vediamo

la compilazione di questo primo

programma contro

xsn

chiamiamo il compilatore

il world perfetto pubblici rinominiamo

il file ciao mondo

e invece diamo una combinazione

ecco gol

di comando dato precedente questo è

andata bene non ha problemi

eseguiamo il programma il terminale

invierà inter di domani che nel nostro

caso è

basha

è un file eseguibile

di formato f60 un altro di mafia

abbiamo detto ora lo seguiamo diciamo a

terminare di inviare abascià all'interno

delle domande il seguente o male

richiesta di esecuzione del diverso

programma che diventerà un decesso

ciao mondo ma la stampata della stessa

mina nel modificare

aggiungiamo

schemi hur live

confidiamo rinnovamento

però ora vogliamo andare un pochino

capire come funziona tutta questa catena

di cc

preprocessore della gold

output

e da world punto è

nono e l'ora punto è

processore cos'ha fatto al momento la

compilazione generato un nuovo file

temporale nel quale come vedete ha

inscritto ha riportato in formazione che

giocherà brit le ha prelevate dai

diversi di eder file di sistema delle

varie librerie non vedete da

sottosistema eccetera eccetera dunque

dal nostro file control e scippi dal

nostro semplice file come potete vedere

le istruzioni sono solo queste è quella

sudzha queste 5 1 2 3 4 5 per queste

quattro istruzioni non dire in realtà le

istruzioni sono feste questa questa è la

funzione questo

diciamo una direttiva di processione

dunque le funzioni da questa 3 morire

distruzione dalle istruzioni

in realtà la nostra forma programma

diventa un programma un pochino più

articolato in un ricco di informazioni

per processore appunto si occupa di

questo di andare al nei rispettivi e le

file verificare le varie strutture dati

macro test costanti e prototipi di

funzione e importarli nel file sorgente

che genererà no glory temporaneo il

quale poi appunto perderà non invierà al

compilatore

come vedete all'interno del file

temporaneo diciamo riportate diverse

strutture dati

anche e anche dove dove le ha tirate

fuori questo dovere ha prelevato potete

le righe micron e doveva prelevare

queste informazioni

turn over

e anche produttivi

stream

produttivi di funzione di questi

destinati il compilatore prenderà

prenderà quello che sarà necessario che

poter compilare questo questo grande e

generale un file binario

come in generale ed un file sempre ok

vediamo ora i

tasselli

ignoriamo trasselli

il compilatore una volta preso il file

da preprocessore venturali genererà così

male perché se fai un assegno

parassiti come vede è costituito da

diverse sessioni sono tutti di carla

queste etichette iniziano che ti

arrivato 2 punti e ogni etichetta

rappresenta un blocco di codice

dice indica che siamo nella propria zona

nella zona test cioè la zona codice e

abbiamo una sezione

ordinata da un processore di

ssn va avanti le reti se andiamo poi

vedere nello state frase pointer

salviamo ma se poi però cosa ci

interessa di questo codice essendo ci

interessa di sapere che appunto la bri

intense e solo un interfaccia di accesso

manuela interfacce che chiama poor s

ha proposto

vediamo che puzza è una pulsione di

libreria ma 3

pertanto è qui abbiamo la produzione ha

funzione restituisce l'inter non ha mai

chiamato e accetta la stringa dal comune

fatto questo poi si chiamerà

assemblatore

che giugno

assemblerà il codice

binario

non eseguibile e poi ecco chiamerà link

e gelido

mld e farà la compilazione non eseguiamo

tutti i comandi perché quello di c

quello che ci tenevo diciamo a

evidenziare era il comportamento del

processore è appunto con successivamente

i compilatori che genera il codice

assembly che non è proprio un codice

assembly in fermato

è un po 17 gen era adoperato per linux o

per niente facce di un assassino

che dire oltre

verso che sia sufficiente per ora vi

ringrazio

però che vi sia

il nostro interesse

ci vediamo la prossima volta datemi un

like

a tutti