VEDA 7주차 공부기록 (25.12.01~25.12.05)

gichang·2025년 11월 30일

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📝 추천 학습 로드맵 (실습 제안)

이론만으로는 이해하기 어렵습니다. VirtualBox 안에서 다음 순서대로 실습해 보는 것을 추천합니다.

네트워크: ssh 서버를 설치하고, 호스트 PC(윈도우 등)의 터미널(PowerShell 등)에서 VM으로 접속해 봅니다.

패키지: apt를 이용해 웹 서버인 nginx를 설치합니다.

systemd: systemctl을 이용해 nginx를 켜고(start), 부팅 시 자동 실행(enable)되도록 설정합니다.

Bash/네트워크: curl localhost 명령어로 nginx가 잘 동작하는지 확인하고, grep을 사용해 결과물 중 특정 단어만 필터링해 봅니다.

[ 25.12.01 (월) ]

< 리눅스 - Bash 쉘 명령어, 패키지 관리, sytemd >

01. Bash Expansion(확장)

Bash (Shell & CLI)
리눅스 제어의 기본이 되는 영역입니다. 단순히 파일을 옮기는 것을 넘어, 자동화 스크립트를 작성할 수 있는 수준을 목표로 해야 합니다.

💡 중요 팁: .bashrc 파일이 무엇인지, 그리고 export PATH를 통해 환경 변수를 설정하는 방법은 개발 환경 세팅 시 반드시 마주치게 되므로 꼭 익혀두세요.

Bash 쉘(Shell)은 리눅스 커널과 사용자 사이를 연결해 주는 인터페이스이자, 그 자체로 강력한 프로그래밍 언어입니다. 특히 우분투 터미널에서 $ 기호는 단순한 프롬프트가 아니라 변수, 프로세스 상태, 명령어 치환 등 핵심 기능을 수행하는 특수 문자로 쓰입니다.

1. 변수 사용과 $ (Variables)

Bash에서 값을 저장하고 불러올 때 $를 사용합니다. 여기서 가장 중요한 것은 따옴표의 차이입니다.

✅개념: 변수명=값으로 할당하고, $변수명으로 값을 참조합니다.

✅주의: 변수 선언 시 등호(=) 앞뒤에 공백이 있으면 안 됩니다.
📢 해설: 시스템 환경 설정 파일이나 스크립트 작성 시, 값을 동적으로 바꿀 때는 ""를, 문자 그대로(Regex 등) 써야 할 때는 ''를 씁니다.

2. 명령어 치환 $( ) (Command Substitution)

명령어의 실행 결과를 다른 명령어의 입력 값으로 사용할 때 씁니다. 로그 파일 생성이나 자동화 스크립트에서 매우 빈번하게 사용됩니다.

✅개념: $(명령어) 형태로 작성하면, 괄호 안의 명령어가 먼저 실행되고 그 결과가 자리에 남습니다.

3. 종료 상태 확인 $? (Exit Status)

시스템 프로그래밍이나 배포 스크립트를 짤 때, 앞선 작업이 성공했는지 실패했는지 판단하는 가장 중요한 변수입니다.

✅ 개념: $?는 바로 직전에 실행된 명령어의 종료 코드를 담고 있습니다.

0: 성공 (Success)

0이 아닌 숫자: 실패 (Error)

활용: 쉘 스크립트에서 if [ $? -eq 0 ]; then ... 구문으로 에러 처리를 할 때 핵심적으로 사용됩니다.

4. 파이프 | 와 리다이렉션 > (I/O Redirection)

명령어의 결과를 화면에 출력하는 대신 파일로 저장하거나, 다른 명령어에 넘겨줄 때 사용합니다.

✅ 개념:
| (Pipe): 왼쪽 명령어의 출력을 오른쪽 명령어의 입력으로 넘김.
> (Write): 출력을 파일에 저장 (기존 내용 덮어씀).
>> (Append): 출력을 파일 끝에 추가.

💡 다음 단계 제안
위의 명령어들은 터미널에서 한 줄씩 실행했지만, 이 명령어들을 파일 하나에 모아두면 그게 바로 쉘 스크립트(.sh)가 됩니다.

Question) 지금 작성한 내용들을 바탕으로, "현재 날짜 이름의 폴더를 만들고, 그 안에 현재 실행 중인 프로세스 목록을 저장하는 자동화 스크립트(monitor.sh)"를 한번 만들어 보시겠습니까?

📍SOLUTION.

#!/bin/bash: 쉐뱅(Shebang)이라고 부릅니다. 이 스크립트를 실행할 해석기가 Bash임을 시스템에 알리는 필수적인 첫 줄입니다.
today=$(date ...): date 명령의 실행 결과가 today라는 변수에 담깁니다.
"$today": 변수를 사용할 때 습관적으로 쌍따옴표로 감싸는 것이 좋습니다. (만약 날짜 포맷에 공백이 들어가더라도 하나의 문자열로 인식하게 하기 위함)
"$logfile": 화면에 뿌려질 수천 줄의 프로세스 정보를 낚아채서 지정한 파일 안에 덮어씁니다.

💡 코드 상세 해석(핵심 포인트)
: head 명령어로 확인한 상위 10줄은 리눅스 시스템이 부팅된 직후 가장 먼저 태어난 프로세스들의 목록임.

💡 이번 실습의 핵심 개념 (Takeaway)
이 실습을 통해 단순히 파일을 만든 것이 아니라 다음 3가지 핵심 기술을 사용하신 겁니다.

I/O 리다이렉션 (>):
ps -ef의 결과는 원래 모니터에 나와야 하지만, > 기호를 통해 파일 시스템(process_list.txt)으로 방향을 틀었습니다. "명령어의 출력을 파일로 저장한다"는 리눅스 로그 관리의 기초입니다.

프로세스 트리 구조:
리눅스의 모든 프로그램은 누군가(부모)가 실행시켜서 탄생한다는 것을 확인했습니다. (PID 1이 시초)

Bash 스크립트 자동화:
명령어 3~4개를 칠 과정을 monitor.sh라는 파일 하나로 묶었습니다. 이제 이 파일만 실행하면 언제든 똑같은 작업을 반복할 수 있습니다.

02. Bash 쉘에서의 확장

📌 "명령어가 실행되기 전에, 쉘이 입력된 기호들을 실제 값으로 바꿔치기하는 과정".

우리가 *.txt라고 입력하면, 프로그램(ls, rm 등)이 실행되기 전에 쉘이 먼저 디렉토리를 뒤져서 a.txt b.txt c.txt로 바꿔놓고 명령어를 실행한다.

반드시 알아야 할 4가지 확장 기술 (Tech Stack)
Bash에는 7~8가지의 확장이 있지만, 실무에서 90% 이상 쓰이는 핵심 4가지를 정리했습니다.

💡 실행 순서의 비밀: 쉘은 명령어를 보자마자 실행하지 않고, 중괄호 → ~ → 변수/명령어 → 산술 → 경로명(*) 순서대로 해석(확장)한 뒤 마지막에 실행합니다.

실전 실습: 프로젝트 환경 자동 구축하기
이번에는 단순히 명령어를 치는 게 아니라, 확장 기능을 이용해 복잡한 폴더 구조와 파일들을 단 한 줄로 제어하는 실습을 해보겠습니다.

✅ 실습 목표
1. 웹 프로젝트 폴더 구조(css, js, html)를 한 번에 생성
2. 테스트용 이미지 파일 5개를 한 번에 생성
3. 산술 연산으로 다음 버전 번호 계산

Step01 : 중괄호 확장 (폴더 구조 잡기)

해설: 쉘이 {html,css,js,assets}를 보고 4개의 mkdir 명령어로 풀어서 실행해 준 것과 같습니다.

Step02 : 중괄호 + 경로명 확장 (파일 대량 생성)

해설: {1..5}는 1부터 5까지 숫자를 자동으로 생성해줍니다. 서버 테스트용 더미 데이터를 만들 때 매우 유용합니다.

Step03 : 매개변수 확장 (파일명 조작 맛보기)
이 부분은 쉘 스크립트에서 파일 확장자를 바꿀 때 정말 많이 씁니다.

Step04 : 산술 확장 (간단한 계산)
Bash 쉘 내부에서 계산기 없이 바로 연산이 가능합니다.

심화: Globbing(*)과 Brace({})의 결정적 차이
초보자가 가장 많이 헷갈리는 부분입니다. 이 차이를 알면 실수를 줄일 수 있습니다.

Brace {a,b}: 파일이 있든 없든 무조건 문자열을 생성합니다. (주로 mkdir, touch 등 무언가 만들 때 사용)

Globbing *: 실제 존재하는 파일하고만 매칭됩니다. (주로 ls, rm, cp 등 있는 파일을 다룰 때 사용)

03. 리눅스 - 패키지 관리 시스템

우분투는 데비안(Debian) 계열이므로 apt를(+DPKG도 사용) 주로 사용합니다. 라이브러리 의존성을 해결하고 시스템을 최신 상태로 유지하는 방법입니다.

리눅스 패키지 관리 시스템은 "검증된 소프트웨어 창고(저장소)에서 프로그램을 다운로드, 설치, 업데이트, 삭제를 자동으로 해주는 시스템"입니다.

✅ APT와 DPKG의 관계
APT(Advanced Package Tool) : "관리자" 역할. 의존성(Dependency)을 자동으로 해결해줌. 인터넷에서 다운로드.
DPKG(Debian PacKaGe) : "기술자" 역할. ".deb" 파일을 직접 설치함. 의존성 해결 능력은 없음(에러 발생 가능)

💡 의존성(Dependency)이란? A라는 프로그램을 실행하려면 B라는 라이브러리가 반드시 필요할 때, "A는 B에 의존한다"고 합니다.
: APT는 A를 설치할 때 B도 알아서 같이 설치해 주지만, DPKG는 그렇지 않습니다.

✅ 필수 명령어 정리 (Cheat Sheet)
: 모든 명령어 앞에는 "sudo (관리자 권한)"이 필요함.

목록 갱신: apt update (설치된 프로그램 업데이트가 아님! 저장소의 리스트를 최신으로 고침)

프로그램 설치: apt install [패키지명]

실제 업그레이드: apt upgrade (내 PC의 프로그램 버전을 최신으로 올림)

삭제 (설정 유지): apt remove [패키지명] (프로그램만 지움, 설정 파일은 남음)

완전 삭제: apt purge [패키지명] (설정 파일까지 깨끗하게 지움)

찌꺼기 청소: apt autoremove (의존성 때문에 깔렸다가 이제 필요 없어진 패키지 삭제)

✅ 실전 실습 : 시스템 모니터링 도구 htop 다루기

리눅스 서버 관리자들이 가장 사랑하는 도구 중 하나인 htop을 설치하고 지워보며 라이프사이클을 익혀봅시다.

Step 1: 저장소 목록 갱신 (가장 중요)
패키지를 설치하기 전에는 습관적으로 업데이트를 해줘야 합니다.
(bash) sudo apt update
체크 포인트 :
터미널에 URL들이 쭉 뜨면서 마지막에 "All packages are up to date" 혹은 "X packages can be upgraded"라고 뜨면 성공입니다.

04. 우분투 CLI 명령어 활용 실습

🚀 Linux 현업의 핵심 : "서버 운영" , "자동화" , "트러블 슈팅"

✅ 핵심 내용 3가지

1. systemd: 커스텀 서비스 등록 및 제어

💡 핵심 개념: 데몬 관리, 부팅 자동화, 서비스 실패 분석

운영체제가 부팅될 때 내가 만든 프로그램(Python, Java 등)을 자동으로 실행하고, 실패하면 재시작하도록 만드는 과정은 모든 서버 관리의 기본입니다.

2. 네트워크 소켓 및 포트 진단 (ss/curl)

💡 핵심 개념: 포트 상태 확인, 연결 추적

특정 포트가 열려 있는지, 어떤 프로세스가 점유하고 있는지 확인하는 것은 네트워크 트러블슈팅의 80%를 차지합니다.

3. find + xargs (대량 파일 처리 및 청소)

💡 핵심 개념: 파이프의 한계 극복, 재귀적 대량 작업

수천 개의 파일 중 특정 조건을 만족하는 파일만 골라내서 삭제하거나 권한을 바꾸는 작업은 xargs가 없으면 불가능합니다.

cf. "Yocto" and Linux.

🚀 Yocto

: 특정 하드웨어에 맞게 사용자 정의된 리눅스 배포판을 구축할 수 있게 해주는 오픈소스 프로젝트이자, 임베디드 시스템을 위한 오픈소스 빌드 프레임워크.
: 이는 개발자가 원하는 구성의 리눅스 OS를 직접 만들 수 있도록 도와주며, 다양한 하드웨어 아키텍처에 독립적으로 적용할 수 있습니다.

🚀 Yocto 프로젝트의 특징

맞춤형 리눅스 OS 구축: 특정 임베디드 장치에 필요한 소프트웨어만을 포함하여 가볍고 효율적인 OS를 만들 수 있습니다.

표준화된 빌드 시스템: Poky라는 참조 빌드 시스템과 BitBake와 같은 도구를 통해 빌드 과정을 단순화하고 재현 가능하게 만듭니다.

하드웨어 독립성: 다양한 하드웨어 아키텍처에 구애받지 않고 커스텀 리눅스 구성을 쉽게 할 수 있습니다.

오픈소스 협업 프로젝트: 임베디드 리눅스 제품 개발을 위한 공동의 목적을 가진 개발자 커뮤니티가 참여하여 툴과 정보를 공유합니다.

05. 네트워크 관련 도구

VirtualBox를 사용 중이라면 NAT, 브리지 어댑터 등의 설정과 맞물려 네트워크 설정이 중요해집니다. 서버의 연결 상태를 진단하고 포트를 확인하는 기술이 핵심입니다.

[ 25.12.02 (화) ]

< 리눅스 - Bash 쉘 >

00. 참고 : 우분투 루트 디렉토리 간단 설명

📁 우분투의 루트(/) 아래에 보이는 디렉토리들은 리눅스 파일시스템의 기본 구조(FHS, Filesystem Hierarchy Standard) 에 따라 의미가 정해져 있습니다.

bin : 기본 실행 프로그램(명령어) 보관 ex. ls, cp, mv, cat

boot : 부팅에 필요한 커널, initrd 같은 파일 (지우면 시스템 부팅 안 됨)

cdrom : 예전 CD-ROM 자동 마운트 지점 (요즘은 거의 사용X)

dev : 장치 파일(Device) ex. /dev/sda(디스크), /dev/tty(터미널)

etc : 시스템 설정 파일 ex. /etc/passwd, /etc/ssh/, /etc/fstab

home : 사용자의 개인 폴더. /home/username 형태

lib / lib32 / lib64 / libx32 :프로그램 실행에 필요한 공용 라이브러리(.so 파일들). 아키텍처에 따라 나뉨

lost+found : 파일 시스템 오류 발생 후 복구된 파일들을 임시 저장 (ext 계열 파일 시스템에서 자동 생성됨)

media : USB, 외장하드 같은 외부 장치 자동 마운트 지점

mnt : 임시로 장치를 수동 마운트할 때 사용 (관리자가 직접 mount할 때 주로 사용)

opt : 선택적(optional) 프로그램 설치 위치. 구글 크롬, VMWare 등 여기 설치되기도 함

proc : 커널이 만든 가상 파일 시스템. 시스템 상태, 프로세스 정보 ex. /proc/cpuinfo, /proc/meminfo

root : root 사용자의 홈 디렉토리 (일반 사용자 home과 다름)

run : 부팅 이후 시스템 런타임 데이터 저장 (시스템 및 서비스의 PID 파일 등 있음)

sbin : 시스템 관리 명령어 ex. fdisk, iptables, reboot (일반 사용자가 잘 안 씀)

snap : snap 패키지들이 저장되는 디렉토리 (우분투의 앱 패키징 시스템)

srv : 웹서버, FTP 등 서비스 데이터 저장 ex./srv/www 같은 실제 서비스 데이터

swapfile : 스왑 공간을 파일로 제공하는 경우의 스왑 파일 (메모리 부족할 때 사용)

sys : 커널/장치 관련 가상 파일 시스템. udev, 장치 정보 등

tmp : 임시 파일 저장. 프로그램들이 잠깐 쓰고 지우는 파일들
(재부팅하면 비워짐)

usr : 대부분의 일반 사용자용 프로그램과 라이브러리 위치. 사실상 “큰 소프트웨어 창고” ex. /usr/bin, /usr/lib, /usr/share

var : 자주 변하는 데이터(variable) ex. 로그파일(/var/log), 캐시(/var/cache), 메일 큐

01. 패키지 관리(Package Management)

우분투는 데비안(Debian) 계열이므로 apt를 주로 사용합니다. 라이브러리 의존성을 해결하고 시스템을 최신 상태로 유지하는 방법입니다.

02. Linux - alias

🚀 우분투 리눅스에서 alias는 긴 명령어나 자주 사용하는 명령어에 짧고 기억하기 쉬운 별명(단축키)을 지정하는 데 사용되는 셸 기능입니다. 이를 통해 터미널 작업의 효율성을 크게 높일 수 있습니다.

✅ Alias 개념
alias는 Bourne Again Shell (Bash)과 같은 셸에서 제공하는 내장 명령어로, 사용자가 특정 문자열(별명)을 입력하면 셸이 이를 미리 정의된 원본 명령어로 대체하여 실행합니다.

목적: 복잡하거나 긴 명령어, 여러 옵션이 포함된 명령어를 간소화하여 입력 시간과 오타를 줄여줍니다.
특징: 현재 세션에서만 유효합니다. 터미널을 닫거나 시스템을 재부팅하면 설정이 사라집니다. 영구적으로 사용하려면 설정 파일을 수정해야 합니다.
alias 명령어 단독으로 현재 설정된 모든 alias 목록을 확인할 수 있습니다.

03. 네트워크 관련 내용

🚀 `curl` 명령어

Question) 리눅스 우분투 환경 CLI에서 curl -I https://www.google.com를 입력했을 때, 가장 첫 줄에 HTTP/2 200이라고 뜨는 건 무슨 상황인지?

✔️ 1. 서버가 HTTP/2 프로토콜로 응답했다는 의미

HTTP/2 는 서버가 클라이언트(curl)에게 응답을 보낼 때 사용한 HTTP 프로토콜 버전을 나타냅니다.
즉, 구글 서버가 curl과의 협상(ALPN)을 통해 HTTP/2로 통신하기로 결정했다는 뜻입니다.

✔️ 2. 200은 HTTP 상태 코드 (정상 응답)

200 은 요청이 성공했다는 의미의 표준 HTTP 상태 코드입니다.
즉, https://www.google.com 에 대한 요청이 성공적으로 도착했고
서버는 정상적인 헤더를 반환하고 있다는 뜻입니다.

✔️ 3. curl이 자동으로 HTTP/2 지원

요즘 우분투 환경의 curl은 대부분 HTTP/2 지원(libnghttp2 포함)이 되어 있어서 HTTPS 사이트에 접속하면 다음 과정을 거칩니다:
TLS handshake 중 ALPN(Application-Layer Protocol Negotiation)을 수행
서버(google)가 “http/2 지원함” 이라고 응답
curl이 HTTP/2로 요청 전송
서버가 HTTP/2 응답 → 첫 줄에 HTTP/2 200

✔️ 4. HTTP/1.1이 아닌 이유

과거에는 HTTP/1.1 200이 일반적이었지만, 대규모 사이트(구글, 유튜브, 네이버 등)는 대부분 HTTP/2를 기본 사용합니다.
만약 일부 서버가 HTTP/2를 지원하지 않는다면 첫 줄이 HTTP/1.1 200 으로 표시됩니다.

✔️ 참고: 강제로 HTTP/1.1로 요청하기
(bash) curl -I --http1.1 https://www.google.com

✔️ 요약 : HTTP/2 200 이 뜨는 것?

브라우저/CLI와 구글 서버가 HTTP/2로 통신하기로 협상했고

요청이 성공했음을 나타내는 정상적인 상황

즉, 아무 문제도 아니며 오히려 최신 프로토콜을 사용하는 정상 동작입니다.

04. 로그 분석 및 텍스트 필터링(에러 원인 찾기)

🚀 리눅스 실력의 척도는 "로그 파일에서 원하는 정보를 얼마나 빨리 뽑아내느냐"에 달려있습니다.

✔️ 실시간 로그 모니터링 (tail) 서버를 켜두고 실시간으로 올라오는 에러를 봅니다.

(Bash) tail -f /var/log/syslog
# /var/log/syslog 는 시스템의 메인 로그 파일입니다.

-f : Follow. 파일 끝에 내용이 추가되면 실시간으로 화면에 뿌려줍니다. (종료는 Ctrl + C)

✔️ 대용량 로그에서 에러만 뽑아내기 (grep, cat, 파이프)
: 로그 파일이 수백 MB라면 눈으로 볼 수 없습니다.
: 'Error'라는 단어가 포함된 줄만 뽑아서 봅니다.

✔️ 응용: 파이프라인 연결 (현업 스타일) "최근 로그 100줄 중에서, 'fail'이라는 단어가 들어간 것을 찾고 싶다"면?
(bash) tail -n 100 /var/log/syslog | grep "fail"

05. 실습 프로젝트 : "Server Health Check Script"

이 스크립트는 CPU 부하, 메모리 사용량, 디스크 용량을 체크하고 문제 발생 시 빨간색 경고를 띄웁니다. (vi나 nano 에디터 사용)

#!/bin/bash

# --- 설정값 (Threshold) ---
# 임계치를 변수로 빼는 것이 유지보수의 핵심입니다.
DISK_LIMIT=80    # 디스크 사용량이 80% 넘으면 경고
MEM_LIMIT=80     # 메모리 사용량이 80% 넘으면 경고

# --- 색상 변수 (가독성을 위해 현업에서 많이 씁니다) ---
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
NC='\033[0m' # No Color

echo "=========================================="
echo "   Server Health Check: $(date)"
echo "=========================================="

# 1. 디스크 사용량 체크 (루트 파티션 / 기준)
# df -h: 디스크 용량 확인 | grep /$: 루트 마운트 라인만 추출 | awk: 5번째 컬럼(%) 추출 | tr: % 기호 제거
CURRENT_DISK=$(df -h / | grep '/$' | awk '{print $5}' | tr -d '%')

if [ "$CURRENT_DISK" -ge "$DISK_LIMIT" ]; then
    echo -e "Disk Usage: ${RED}[DANGER] ${CURRENT_DISK}% (Limit: $DISK_LIMIT%)${NC}"
else
    echo -e "Disk Usage: ${GREEN}[OK] ${CURRENT_DISK}%${NC}"
fi

# 2. 메모리 사용량 체크
# free -m: 메가바이트 단위 | awk: 2번째 줄(Mem)에서 사용량($3)/전체량($2)*100 계산
# bash에서는 소수점 계산이 까다로워 awk 내부에서 계산하는 것이 정석입니다.
CURRENT_MEM=$(free -m | awk 'NR==2{printf "%.0f", $3*100/$2 }')

if [ "$CURRENT_MEM" -ge "$MEM_LIMIT" ]; then
    echo -e "Memory Usage: ${RED}[DANGER] ${CURRENT_MEM}% (Limit: $MEM_LIMIT%)${NC}"
else
    echo -e "Memory Usage: ${GREEN}[OK] ${CURRENT_MEM}%${NC}"
fi

# 3. CPU Load Average (1분 평균) 체크
# top이나 uptime에서 로드 에버리지 추출
LOAD_AVG=$(uptime | awk -F'load average:' '{print $2}' | cut -d, -f1 | xargs)

# 쉘에서 소수점 비교는 bc 명령어가 필요하지만, 간단히 정수형으로 비교하거나 그냥 출력하는 경우가 많습니다.
echo -e "Load Average (1min): ${GREEN}$LOAD_AVG${NC}"

echo "=========================================="

🚀 코드 분석 (현업 포인트)

Shebang (#!/bin/bash): 스크립트의 첫 줄은 항상 이 파일이 어떤 해석기(Shell)로 실행될지 명시해야 합니다.
변수 사용 (DISK_LIMIT): 숫자 80을 코드 중간에 하드코딩하지 않고 상단 변수로 뺐습니다. 나중에 기준이 바뀌면 상단만 고치면 됩니다.
Command Substitution $(...): 명령어의 실행 결과를 변수에 담을 때 백틱(`) 대신 $(...)를 사용하는 것이 최신 표준이며 중첩 사용 시 가독성이 좋습니다.
Awk 활용: awk는 리눅스 데이터 처리의 핵심입니다.
awk '{print $5}': 공백으로 구분된 텍스트에서 5번째 칸만 가져옵니다.
색상 코드: 로그 가독성을 높이기 위해 ANSI Escape Code(\033...)를 사용했습니다.

✅ 자동화 (Crontab)

스크립트를 매번 손으로 실행하면 자동화가 아닙니다. Crontab(크론탭)을 사용해 주기적으로 실행하고 로그를 남겨야 완성입니다.

[ 25.12.03 (수)]

< 리눅스 개발 도구 >

제시해주신 7가지 키워드(GCC, GDB, Library, Make, CMake, Git, Docker)는 리눅스 시스템 개발자가 되기 위한 필수 로드맵 그 자체입니다.

이 도구들은 개별적으로 존재하는 것이 아니라, "코드 작성 → 빌드 → 디버깅 → 배포 및 협업"이라는 개발 수명 주기(Cycle) 안에서 유기적으로 연결됩니다.

01 compile / build (gcc)

Unix (Linux) : c, cc, gcc (GNU c compiler -> GNU compiler collection)

gcc --> .c --> c compiler .s --> assembler

cpp

ccl : c compiler

g++ : c++ compiler

gas : gnu assembler

gnm : name

gdb : debugger

ld : linker

# Native vs Cross

host, targ, ie, elf

# build process

Build: GCC (GNU Compiler Collection)

가장 기본이 되는 컴파일러입니다. 사람이 짠 C/C++ 코드를 기계어(바이너리)로 변환합니다.

핵심 개념: 컴파일 4단계 (전처리 → 컴파일 → 어셈블리 → 링킹)

학습 포인트:

옵션: -o(출력 파일명), -c(오브젝트 파일만 생성), -g(디버깅 정보 포함), -Wall(경고 메시지 출력), -I(헤더 경로), -L(라이브러리 경로).

크로스 컴파일: 임베디드에서는 PC(x86)에서 보드(ARM)용 코드를 빌드해야 하므로 arm-linux-gnueabihf-gcc 같은 크로스 컴파일러의 개념을 익혀야 합니다.

1) pre processing (전처리) : gcc -E hello.c | wc -l

2) compile : .c(c소스) -> .s(ASM소스) = { instruction + assembly 언어} ( AT gcc manual )
ie, gcc -s와 gcc -S는 다르다.

3) assemble
.s ---> .o (object file)
ie, gcc -c

4) locate (PC에서는 신경쓰지 않아도 됨.)
.o (relocatable) ---> located
? location == address !
func() --> &func // @.TEXT
gi --> &gi // @.DATA
li --> &li ( @stack on the fly )
ie, by ld hello.o <-- XXXXX.ld ( address )
on PC : locat X
on board : locate O ( rom? ram? )
ie, uvision - Nucleo

5) link
hello.o
startup.o
math.a ( sin.o cos.o. tan.o ) (+ ... hello 만듦.
ie, gcc -o helloworld hello.o startup.o math.a

-> ./helloworld (ELF)
-> uVision ( Build (F7) )

6) elf2bin // elf2hex
.bin
.hex ( ROMalbe file ) by rom writer ( JTAG debugger )

--> .TEXT .RODATA --> ROM
--> .DATA .RSS --> ROM ( VMA: RAM )

--> uVision ( Flash, (F8), debugging (^F5) )

"undefined reference to" : 중요

정의되지 않은 참조 ( 링크 오류. 함수 정의 X )

"Segmentation fault (core dumped)"

세그폴트(Segfault) : 남의 땅을 침범했다.
Core dumped : 프로그램이 죽는 순간의 메모리 상태를 core라는 파일에 기록해뒀다.

02 debug (gdb는 잘 안씀.)

리눅스 환경에서 코딩 + 디버깅하기. (기본)
1) touch sample.c (파일 만들기)
2) nano sample.c (코드 입력하기)
3) gcc -o sample sample.c (sample이라는 실행파일 생성)
4) ./sample (실행하기)

-> 4단계 프로세스는 가장 기초적이고 완벽한 흐름입니다. 여기서 "제대로 된 개발" (디버깅, 자동화, 에러 추적)을 하려면 3번(컴파일)과 4번(실행) 단계에 옵션과 도구를 추가해야 합니다.

[ (추가) 업그레이드된 개발 프로세스 ]

1) touch sample.c (파일 만들기)

추가할 것: git (버전 관리)
설명: 파일을 만들자마자 git init을 해두면, 나중에 코드가 꼬였을 때 과거로 되돌릴 수 있습니다. 실무에서는 필수입니다.

2) nano sample.c (코드 입력하기)

추가할 것: vim 또는 VS Code
설명: nano는 좋지만 기능이 너무 단순합니다. 코드 줄 번호를 보거나 문법 강조(색깔)를 제대로 보려면 나중에는 vi 계열이나 VS Code(Remote-WSL)로 넘어가는 게 좋습니다.

3) gcc -o sample sample.c (컴파일) ★ 여기가 제일 중요

이 단계는 단순히 "변환"만 하는 게 아니라, 디버깅을 위한 준비를 해야 합니다. 명령어를 아래처럼 바꿔보세요.
변경 전: gcc -o sample sample.c 변경 후: gcc -g -Wall -o sample sample.c
-g 옵션 (필수): 실행 파일 안에 "디버깅 정보(족보)"를 심어줍니다. 이게 있어야 나중에 에러가 났을 때 "몇 번째 줄에서 죽었는지" 알 수 있습니다.
-Wall 옵션 (권장): "Warning All"의 약자입니다. 에러는 아니지만 실수할 만한 문법(경고)을 깐깐하게 다 알려줍니다.

3.5) make (빌드 자동화)

매번 gcc -g -Wall... 이렇게 길게 치기 귀찮겠죠? 파일이 10개가 넘어가면 더 힘듭니다. 이 명령어를 파일(Makefile)에 미리 적어두고, 터미널에 make라고만 치면 알아서 컴파일되게 만듭니다.

4) ./sample (실행 및 디버깅)

그냥 실행해서 잘 되면 다행이지만, Segmentation fault가 뜨거나 결과가 이상하면 도구를 붙여서 실행합니다.
디버거 사용: gdb ./sample
프로그램을 한 줄씩 실행하면서 변수 값을 뜯어볼 수 있습니다. (아까 -g 옵션을 넣어야 작동함)
메모리 검사: valgrind ./sample
메모리 누수(Memory Leak)나 잘못된 메모리 접근을 현미경처럼 찾아줍니다. (설치 필요: sudo apt install valgrind)

03 library

한 눈에 보는 차이점(비유)

업로드중..

✅ static library

개념: 컴파일할 때 라이브러리의 코드(hello.c의 기계어)를 내 실행 파일(main) 안에 그대로 복사해서 넣습니다.
장점: 이 실행 파일 하나만 있으면 어디서든 돌아갑니다. (의존성 없음) 실행 속도가 아주 미세하게 더 빠를 수 있습니다.
단점: 실행 파일 용량이 커집니다.
라이브러리에 버그가 있어서 고치면, 내 프로그램을 다시 컴파일해야 합니다.
만드는 법: ar (archiver) 명령어를 씁니다.

✅ shared library

개념: 실행 파일에는 라이브러리의 코드가 들어가지 않고, "어디에 있다"는 주소(Link)만 기록됩니다. 프로그램이 시작될 때 리눅스(OS)가 이 파일을 메모리에 로딩해서 연결해 줍니다.
장점: 실행 파일 용량이 매우 작습니다.
메모리 절약: printf 같은 기능은 모든 프로그램이 쓰죠? 메모리에 딱 한 번만 올려두고 모두가 공유해서 씁니다. (그래서 Shared)
라이브러리만 교체하면 프로그램 재컴파일 없이 업데이트가 가능합니다.
단점: 실행할 때 그 라이브러리 파일(.so)이 없으면 에러가 나면서 실행조차 안 됩니다.
만드는 법: gcc에 -shared -fPIC 옵션을 씁니다.

✅ dynamic library

주의: 리눅스에서는 보통 Shared Library(.so)를 사용하는 방식을 통틀어 Dynamic Linking이라고 부릅니다.
하지만 좁은 의미로 "Dynamic Loading"은 프로그램이 시작될 때가 아니라, 실행 도중에(Runtime) 코드가 필요해지면 그때 라이브러리를 메모리로 불러오는 방식입니다.
용도: 주로 플러그인 시스템을 만들 때 씁니다. (예: 포토샵 필터, 게임 모드 등 필요할 때만 불러오는 기능)
사용법: 소스 코드 안에서 dlopen(), dlsym() 같은 특별한 함수를 써서 코딩합니다.

04 make

Makefile

05 cmake

CMakeLists.txt

06 git

git / github

07 docker

docker

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