M2 CCI - Programmation et Langages

Stage de Rentrée – Séance 2

But de la séance 2

• Savoir compiler et exécuter un petit programme C

• Mettre en place un environnement de travail « à distance »

• Se perfectionner avec le système d’exploitation Unix (optionnel)

Sauf indication contraire, tous les exercices doivent se faire dans votre répertoire PL1 créé lors de la séance 1.

Dans la suite les parties écrites en vert peuvent être ignorées en première lecture (et traitées ensuite en fonction du temps disponible).

 1- Premiers pas avec le langage C

L'objectif est ici d'examiner un premier programme C, de le compiler et de l’exécuter, puis de le modifier.
On considère pour cela le programme C suivant, qui est dans votre répertoire Rentree2/max.c

#include <stdio.h>

int main() {
    int x, y ;
   
    printf ("tapez deux entiers au clavier\n") ;
    scanf("%d", &x) ;
    scanf("%d", &y) ;

    if (x > y) {
        printf("le maximum des deux entiers est %d\n", x) ;
    } else {
        printf("le maximum des deux entiers est %d\n", y) ;
    } ;

    return 0 ;
}

1.1 Compiler et exécuter un programme C

Ce fichier contient ce que l’on appelle un programme source. Il est constitué d’une suite d’instructions du langage C, facile à comprendre par une personne qui connaît ce langage,  mais non exécutable sous cette forme par l'ordinateur. Pour produire un programme exécutable à partir de ce programme source il faut donc d'abord le traduire et produire un nouveau fichier contenant des instructions exécutables par le processeur de la machine (mais plus du tout lisible facilement par un utilisateur!). On utilise pour cela un compilateur.

Pour exécuter une compilation C, nous utiliserons la commande gcc (sous une forme très simple dans cette séance, qui sera détaillée en cours) :

gcc -Wall -o pgm_executable pgm_source

1.2 Modifier un programme C existant

L’exercice suivant va vous permettre de modifier le programme source max.c ...

Dans la commande de compilation, l'option -Wall permet d'être informé sur l'ensemble des erreurs et avertissements (ou warnings) relevés par le compilateur sur la correction du programme source.  Tant qu'il subsiste des erreurs, le programme exécutable n'est pas produit. Si tous les warning ne sont pas éliminés le programme exécutable est tout de même produit ; mais pour éviter des mauvaises surprises, nous vous conseillons néanmoins de les corriger systématiquement (ils indiquent en général des problèmes potentiels à l'exécution). Si vous ne mentionnez pas l'option -Wall les warnings ne sont pas signalés.

1.3 Utiliser Visual Studio Code (VSC)

Pour programmer plus « confortablement » on peut également utiliser un Environnement de Développement  Intégré (ou IDE, pour Integrated Development Environment) comme Visual Studio Code^TM (ou VSC en abbrégé).

Nous verrons plus tard des utilisations plus avancées de VSC. Notez également que cet outil est disponible sous les environnements Windows ou Mac (et donc le cas échéant sur votre machine personnelle).

2- Manipulation de processus Unix

2.1 Notion de processus

Un processus est un programme qui est en cours d'exécution. A un instant donné, plusieurs processus peuvent s'exécuter sur un même ordinateur. Chaque processus est identifié par un numéro unique dans le système (pid, pour process id) et c'est au travers de cette identification qu'un utilisateur pourra agir sur le processus (l'arrêter, le redémarrer, etc).

2.2 Identification d'un processus

La commande ps permet de connaître les identifications des processus actifs (c.a.d en cours d'exécution) à l'instant courant. Il existe un grand nombre d'options associées à cette commande.  Par exemple,

ps -u nom-d'utilisateur         liste les processus s'exécutant pour un utilisateur donné
ps -ef                                             affiche la liste de tous les processus actifs du système.

 

2. 3 Tâches de fond

Quand vous lancez un programme, vous perdez la main jusqu'à la fin de l'exécution du programme. Vous pouvez vous dégager d'une exécution en demandant que celle-ci soit transformée en tâche de fond. Pour cela, il faut faire suivre l'appel du programme par le symbole &.

3- Manipulation des commandes données au shell   

3.1 Historique
Le shell (ou interpréteur de commande) conserve un historique des commandes que vous lui avez données à exécuter.
Pour remonter dans la liste des commandes précédentes, vous pouvez utiliser Ctrl-P ou la flèche montante de votre clavier (Ctrl-N ou flèche descendante pour redescendre).
Pour visualiser l'historique, tapez history.
Pour ré-exécuter une commande donnée, tapez !<numéro de commande>.

3.2 Aliasing [OPTIONNEL]

Certaines commandes peuvent être longues à taper ; Il existe un moyen simple de " raccourcir " les commandes. Le mécanisme d'alias permet en effet de dire à l’interprète de commandes : considère que tel mot signifie telle commande. Par exemple :

alias ll='ls -l'             ll sera automatiquement associé à ls -l
unalias ll                   supprime l'alias
 
 

4- Variables d'environnement
Lors de la connexion d'un utilisateur dans le système, ce dernier possède un environnement de travail. Comme vous avez pu le remarquer dans les sessions précédentes, cet environnement vous place automatiquement dans votre répertoire principal lors de la connexion. Il y a en fait beaucoup d'autres actions qui sont effectuées de manière implicite lors de cette connexion. Ces actions sont "programmées" dans différents fichiers de configuration, dont l'un s'appelle .cshrc (il s'agit en fait du fichier de configuration du shell csh). Le fichier .cshrc est "exécuté' à chaque lancement du shell (donc à chaque fois qu'un xterm est lancé).

Les actions effectuées dans un fichier de configuration consistent entres autres en :

• l'affectation de variables d'environnement (voir ci-après),

• la définition d'alias.

Le shell est non seulement un langage de commande, mais également un langage de programmation. Pour cette raison, il introduit les notions de variables, de paramètre, de structures de contrôle (si, sinon, tant que, etc).  Certaines variables shell sont appelées variables d'environnement.  Elle sont identifiées par un nom. L'affectation d'une valeur à une variable d'environnement permet de configurer son propre environnement de travail. Par exemple :

• la variable HOME contient le nom absolu de votre répertoire principal. Le shell lit la valeur de cette variable pour vous positionner automatiquement dans ce répertoire lorsque vous le lancez.

• la variable PWD contient le nom absolu de votre répertoire courant. Elle est modifiée lorsque l'on exécute la commande cd.

• la variable USER contient votre nom utilisateur.

• etc.

4.1 La variable PATH

On rappelle que la plupart des commandes Unix utilisées (ls, cd, cp, etc.) sont des programmes stockés sur le disque dur de la machine. La variable PATH est une variable d'environnement importante. Elle contient la liste des répertoires dans lesquels l’interprète de commande va aller chercher (dans cet ordre !) les programmes correspondant aux commandes que vous lui fournissez. La commande which permet de rechercher l'emplacement d'un programme. Lorsque vous tapez which nom_prog, le shell recherche un fichier exécutable de nom nom_prog. Il effectue sa recherche en parcourant  les répertoires définis dans la variable PATH (comme le ferait l’interprète de commande pour  exécuter mon_prog).
 

6. Redirection des entrées-sorties d'un programme dans un fichier [OPTIONNEL]

Lorsqu'un programme s'exécute, tous ses affichages se font par défaut sur l'écran. Il existe un mécanisme qui permet de rediriger les affichages dans un fichier. Pour cela , il faut faire suivre l'appel du programme par le symbole > suivi du nom de fichier voulu (nom_prog > nom_fichier). Cette possibilité est intéressante lorsque le nombre d'affichage est important, et que l'on souhaite pouvoir vérifier la bonne exécution du programme en étudiant ses traces d'exécution.
Deux variantes utiles :

nom_prog > nom_fichier   crée (ou remplace) le fichier nom_fichier avec la sortie de nom_prog

nom_prog >> nom_fichier ajoute la sortie de nom_prog  à la fin du fichier nom_fichier 

Il est également possible de rediriger les entrées d'un programme, pour que celui-ci lise les données non pas au clavier mais depuis un fichier donné. Pour cela, il faut faire suivre l'appel du programme par le symbole < suivi du nom de fichier d'entrée.

7. Redirection de la sortie d'un programme vers l'entrée d'un autre [OPTIONNEL]

Il est possible de rediriger les sorties d'un programme de telle sorte que les données produites en sortie soient fournies en entrée à un deuxième programme, activé à la suite du premier programme.

Pgm1 | Pgm2 exécute Pgm1, et redirige les sorties de Pgm1 en entrée de Pgm2.

8. Séquencement

L'opérateur de séquencement est le point virgule. Il permet d'exécuter plusieurs commandes en séquence.

Cde1 ; Cde2 ; Cde3 engendre l'exécution de Cde1, puis de Cde2, puis de Cde3.

  9. Fichier de commande

Lorsqu'une suite de commande est souvent utilisée il est possible de la mémoriser dans un fichier de commande. En tapant le nom de ce fichier l’interpréteur exécutera alors chacune de ces commandes (ce qui nous évite de toutes les saisir à chaque fois). On donne ci-dessous un exemple de fichier de commande :

#!/bin/sh

cd
echo "le repertoire courant est"
pwd
cd PL1
mkdir TP1
cd TP1
echo "le repertoire courant est"
pwd

  10. Exercice de synthèse

Écrire un fichier de commande qui prend deux fichiers en paramètres et affiche le nombre de ligne de celui qui en contient le plus ...