====== Esercitazione 3 ======

Dove si prova a creare una libreria, si approfondisce la conoscenza delle fasi di preprocessing, compilazione e linking, si prova ad implementare delle liste generiche in C e si studiano piu' approfonditamente le caratteristiche dei ''valgrind'' ed alcune opzioni di ''gcc''. Rassegnadoci all'idea che un programma che passa tutti test puo' nondimeno essere scorretto ....

===== Esercizio 1: Libreria di liste =====

Realizzare una libreria che fornisce le operazioni su liste implementate negli esercizi 2 e 3. 
In C tipicamente per realizzare una libreria si difinisce un file ''.h'' con i prototipi ed i tipi messi a disposizione dalla libreria e si fornisce il codice pre-compilato in un opportuno file di libreria ''.a''.

Nel nostro caso l'header si chiamera' ''lista.h'' e la libreria si chiamera' ''libList.a''.

Procedere nel modo seguente:

  * Definire un file ''lista.h'' che contiene i tipi ed i prototipi delle funzioni implementate 
  * Definire un file ''lista.c'' che contiene il codice che implementa le funzioni.
  * Generare il modulo oggetto ''lista.o'' da inserire nella libreria con il comando ''gcc'' come segue
<code>
$ gcc -Wall -pedantic -c lista.c
</code>
  * Creare la libreria con i lcomando ''ar'' come segue
<code>
$ ar -r libList.a lista.o
</code>

Quando la creazione e' andata a buon fine creare un file ''main.c'' che contenga uno dei main di test sviluppati negli esercizi precedenti e compilarlo utilizzando la libreria. In particolare :
  * il main di test dovra' includere il file ''lista.h''
  * in fase di compilazione utilizzare la libreria sviluppata con
<code>
$ gcc -Wall -pedantic main.c -lList -L.
</code>
dove l'pzione ''-l'' indica il nome della libreria da usare in fase di linking e l'opzione ''-L'' specifica la directory dove cercarla (oltre alle directory standard tipo ''/usr/lib'').
.


===== Esercizio 2: Ancora su -- Preprocessing, compilazione e linking =====
1) Compilare ed eseguire il seguente programma:
<code c>
#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main (void) {
  double x=3.0;

  printf("Radice = %f\n",sqrt(x));
  return 0;
}
</code>
salvato nel file //ff.c// con
<code>
gcc -Wall -pedantic ff.c
</code>
Chi segnala un errore? E' fallita la fase di preprocessing, la compilazione o il linking? Cosa contine il modulo oggetto se specifico l'opzione -c? Come si risolve il problema?

2) Cosa accade se eliminiamo la linea
<code c>
#include <math.h>
</code>
? A questo punto cosa va storto? Sapete interpretare i messaggi a video e stabilire chi li ha scritti e perche'? Viene generato l'eseguibile?

3) Generare il modulo oggetto con
<code>
gcc -Wall -pedantic -c ff.c
</code>

Utilizzare //objdump, nm, readelf// per capire cosa contengono la tabella di rilocazione, la tabella dei simboli esportati ed esterni, le sezioni data, BSS e codice. (utilizzare il man e cercare su google).

4) Usare l'opzione //-E// e la //-S// del gcc: che cosa succede? Cosa accade specificando il flag -g assieme a -S? 




===== Esercizio 3: Macro con parametri, macro SOMMA =====
Usare le macro con parametri per definire una macro che somma (operatore +) i propri argomenti
<code c>
#define SOMMA(X,Y,Z) ......
</code>
e testarla in un opportuno main. Valutare le differenze con una funzione di prototipo
<code c>
int SOMMA(int X,int Y, int Z);
</code>



===== Esercizio 4: Macro con parametri, macro FATTORIALE =====

Scrivere una macro con parametri che calcoli il fattoriale di un numero N, passato come parametro e ne stampi il risultato. Ad esempio, posso utilizzare la macro per calcolare il fattoriale di 4+1 con
<code c>
FATTORIALE(4+1)
</code>
La macro non deve fare assunzioni su come verranno passati i parametri.
Che accade annidando due chiamate della macro? Ad esempio
<code c>
FATTORIALE(FATTORIALE(4+1)) 
</code>
===== Esercizio 5. Liste generiche in C =====

In questo esercizio si richiede di realizzare alcune funzioni che lavorano su liste generiche in C. Una lista generica e' rappresentata con la seguenti struct
<code c>
typedef struct elem {
  /** chiave */
  void * key;
  /** informazione */
  struct elem * next;
} elem_t;

typedef struct {
  /** la testa della lista */
  elem_t * head;
  /** la funzione per confrontare due chiavi */
  int (* compare) (void *, void *);
  /** la funzione per copiare una chiave */
  void * (* copyk) (void *);
} list_t;
</code>
la prima struttura (''elem_t'') rappresenta un nodo della lista generica. Ogni nodo contiene una chiave ''key'' che puo' avere tipo qualsiasi.
La seconda struttura (''list_t'') permette di definire una particolare lista a partire da quella generica. Per farlo bisogna fornire due funzioni:
  * ''compare'' permette di confrontare due chiavi, ritorna 0 se sono uguali ed un valore diverso da 0 altrimenti
  * ''copyk'' crea una copia della chiave (allocando la memoria necessaria) e ritorna il puntatore alla copia (se tutto e' andato bene) o NULL (se si e' verificato un errore)

Si chiede di realizzare le funzioni che permettono di creare/distruggere una lista generica e quelle per inserire ed estrarre un elemento generico. 
Realizzare un main di test che prova ad istanziare la lista in due versioni: una prima a valori interi usando le seguenti funzioni per il confronto e la copia:
<code c>
/** funzione di confronto per lista di interi 
    \param a puntatore intero da confrontare
    \param b puntatore intero da confrontare
    
    \retval 0 se sono uguali
    \retval p (p!=0) altrimenti
*/
int compare_int(void *a, void *b) {
    int *_a, *_b;
    _a = (int *) a;
    _b = (int *) b;
    return ((*_a) - (*_b));
}
/** funzione di copia di un intero 
    \param a puntatore intero da copiare

    \retval NULL se si sono verificati errori
    \retval p puntatore al nuovo intero allocato (alloca memoria)
*/
void * copy_int(void *a) {
  int * _a;

  if ( ( _a = malloc(sizeof(int) ) ) == NULL ) return NULL;

  *_a = * (int * ) a;

  return (void *) _a;
}
</code>
e una seconda che ha come chiavi stringhe usando analoghe funzioni per la copia ed il confronto.

===== Esercizio 6. Approfondiamo l'uso di valgrind (e alcune opzioni utili di gcc ...) =====
Compilare ed eseguire il codice seguente usando valgrind
<code c>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#define N 5

int main(void)
{
  int * a;
  int i;

  if ( ( a = malloc(N*sizeof(int))) == NULL )
    return EXIT_FAILURE;
  srand(time(NULL));
  i=0;
  while (i<N)
    {
     
      a[++i]=rand()%2;
      printf("iterazione %d\n",i);
    }
  printf("exiting ...\n");
  return EXIT_SUCCESS;
}
</code>
che problemi vengono segnalati ? Perche' ?

Provare a compilare (dopo averlo salvato in file.c) usando le seguenti opzioni di "gcc" che permettono di rilevare altri errori statici:
<code>
bash$ gcc -O -pedantic -Wall -Wextra -Wformat=2 -ggdb -o exe file.c 
</code>
viene segnalato qualcosa ? Perche' ?