Linux环境基础开发工具的使用

Posted 2021-12-12 小倪同学 -_-

文章目录

• Linux 软件包管理器 yum
• • 什么是软件包
  • 查看软件包
  • 安装软件
  • 卸载软件
• Linux编辑器 - vim
• • vim的基本概念
  • vim的基本操作
  • vim正常模式命令集
  • vim末行模式命令集
• Linux编译器-gcc/g++
• • 背景知识
  • gcc/g++的编译
  • • 预处理
    • 编译
    • 汇编
    • 链接
    • 静态库和动态库
    • gcc选项
• Linux调试器 - gdb
• • 背景知识
  • gdb命令汇总
• Linux项目自动化构建工具-make/Makefile
• • make/Makefile的重要性
  • 依赖关系和依赖方法
  • 应用实例
  • make的工作原理
  • 项目清理

Linux 软件包管理器 yum

什么是软件包

• 在Linux下安装软件, 一个通常的办法是下载到程序的源代码, 并进行编译, 得到可执行程序
• 但是这样太麻烦了, 于是有些人把一些常用的软件提前编译好, 做成软件包(可以理解成windows上的安装程序)放在一个服务器上, 通过包管理器可以很方便的获取到这个编译好的软件包, 直接进行安装
• 软件包和软件包管理器, 就好比 “App” 和 “应用商店” 这样的关系
• yum(Yellow dog Updater, Modified)是Linux下非常常用的一种包管理器. 主要应用在Fedora, RedHat,Centos等发行版上

查看软件包

通过 yum list 命令可以罗列出当前一共有哪些软件,包由于包的数目可能非常之多, 这里我们需要使用 grep 命令只筛选出我们关注的包.

例：

说明：

• 软件包名称: 主版本号.次版本号.源程序发行号-软件包的发行号.主机平台.cpu架构.
• “x86_64” 后缀表示64位系统的安装包, “i686” 后缀表示32位系统安装包. 选择包时要和系统匹配.
• “el7” 表示操作系统发行版的版本. “el7” 表示的是 centos7/redhat7. “el6” 表示 centos6/redhat6
• 最后一列, base 表示的是 “软件源” 的名称, 类似于 “小米应用商店”, “华为应用商店” 这样的概念

安装软件

通过 yum, 我们可以通过很简单的一条命令完成安装.

sudo yum install 软件名

yum 会自动找到都有哪些软件包需要下载, 这时候敲 “y” 确认安装，出现 “complete” 字样, 说明安装完成。

注意事项

• 安装软件时由于需要向系统目录中写入内容, 一般需要 sudo 或者切到 root 账户下才能完成
• yum安装软件只能一个装完了再装另一个. 正在yum安装一个软件的过程中, 如果再尝试用yum安装另外一个软件, yum会报错

卸载软件

御卸的命令也很简单

sudo yum remove 软件名

Linux编辑器 - vim

vim的基本概念

vim在我们做开发的时候，主要解决我们编写代码的问题，本质上就是一个多模式的文本编辑器。

vim最常用的三种模式：命令模式、插入模式、底行模式。

1. 命令模式（Normal mode）
   在命令模式下，我们可以控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，复制粘贴，剪贴等操作。
2. 插入模式（Insert mode）
   只有在插入模式下，才可以做文字输入，按「ESC」键可回到命令行模式。该模式是我们后面用的最频繁的编辑模式。
3. 末行模式(last line mode)
   文件保存或退出，也可以进行文件替换，找字符串，列出行号等操作。 在命令模式下，shift+: 即可进入该模式。

vim的基本操作

• 进入vim,在系统提示符号输入vim及文件名称后，就进入vim全屏幕编辑画面:

有一点要特别注意，就是你进入vim之后，是处于[正常模式]，你要切换到[插入模式]才能够输入文字。

• [正常模式]切换至[插入模式]

1）输入「i」：按“i”进入插入模式后是从光标当前位置开始输入文件。
2）输入「a」：是从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字。
3）输入「o」：是插入新的一行，从行首开始输入文字。

• [命令模式]切换至[底行模式]

输入「Shift+;」即可，实际上就是输入「:」

• [插入模式]或[底行模式]切换至[命令模式]

按左上角的Esc即可

• 退出vim及保存文件,在[正常模式]下，按一下「:」冒号键进入「Last line mode」,例如:

1）w （保存当前文件）
2）wq (输入「wq」,存盘并退出vim)
3）q! (输入q!,不存盘强制退出vim)

vim正常模式命令集

移动光标

1）按「k」：光标上移。
2）按「j」：光标下移。
3）按「h」：光标左移。
4）按「l」：光标右移。
5）按「$」：移动到光标所在行的行尾。
6）按「^」：移动到光标所在行的行首。
7）按「gg」：移动到文本开始。
8）按「Shift+g」：移动到文本末尾。
9）按「n+Shift+g」：移动到第n行行首。
10）按「n+Enter」：当前光标向下移动n行。
11）按「w」：光标从左到右，从上到下的跳到下一个字的开头。
12）按「e」：光标从左到右，从上到下的跳到下一个字的结尾。
12）按「b」：光标从右到左，从下到上的跳到上一个字的开头

删除

1）按「x」：删除光标所在位置的字符。
2）按「nx」：删除光标所在位置开始往后的n个字符。
3）按「X」：删除光标所在位置的前一个字符。
4）按「nX」：删除光标所在位置的前n个字符。
5）按「dd」：删除光标所在行。
6）按「ndd」：删除光标所在行开始往下的n行。

复制粘贴

1）按「yy」：复制光标所在行到缓冲区。
2）按「nyy」：复制光标所在行开始往下的n行到缓冲区。
3）按「yw」：将光标所在位置开始到字尾的字符复制到缓冲区。
4）按「nyw」：将光标所在位置开始往后的n个字复制到缓冲区。
5）按「p」：将已复制的内容在光标的下一行粘贴上。
6）按「np」：将已复制的内容在光标的下一行粘贴n次。

剪切

1）按「dd」：剪切光标所在行。
2）按「ndd」：剪切光标所在行开始往下的n行。
3）按「p」：将已剪切的内容在光标的下一行粘贴上。
4）按「np」：将已剪切的内容在光标的下一行粘贴n次。

撤销

1）按「u」：撤销。
2）按「Ctrl+r」：恢复刚刚的撤销。

大小写切换

1）按「~」：完成光标所在位置字符的大小写切换。
2）按「n~」：完成光标所在位置开始往后的n个字符的大小写切换。

替换

1）按「r」：替换光标所在位置的字符。
2）按「R」：替换光标所到位置的字符，直到按下「Esc」键为止。

更改

1）按「cw」：将光标所在位置开始到字尾的字符删除，并进入插入模式。
2）按「cnw」：将光标所在位置开始往后的n个字删除，并进入插入模式。

翻页

1）按「Ctrl+b」：上翻一页。
2）按「Ctrl+f」：下翻一页。
3）按「Ctrl+u」：上翻半页。
4）按「Ctrl+d」：下翻半页。

跳至指定的行

1）「ctrl」+「g」列出光标所在行的行号。
2） n+「ctrl」+「g」将光标移动至文章的第n行行首

vim末行模式命令集

在使用底行模式之前，记住先按「Esc」键确定你已经处于命令模式，再按「:」即可进入底行模式。

行号设置

1）「set nu」：显示行号。
2）「set nonu」：取消行号。

保存退出

1）「w」：保存文件。
2）「q」：退出vim，如果无法离开vim，可在「q」后面跟一个「!」表示强制退出。
3）「wq」：保存退出。

分屏指令

1）「vs 文件名」：实现多文件的编辑。
2）「Ctrl+w+w」：光标在多屏幕下进行切换。

执行指令

1）「!+指令」：在不退出vim的情况下，可以在指令前面加上「!」就可以执行Linux的指令，例如查看目录、编译当前代码等。

跳到文件中的某一行

1）「#」:「#」号表示一个数字，在冒号后输入一个数字，再按回车键就会跳到该行了，如输入数字15，再回车，就会跳到文章的第15行。

查找字符

1）「/关键字」: 先按「/」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可以一直按「n」会往后寻找到您要的关键字为止。
2）「?关键字」：先按「?」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可以一直按「n」会往前寻找到您要的关键字为止。

Linux编译器-gcc/g++

背景知识

C和C++在编译代码时一般会有如下4个步骤

1. 预处理（头文件展开、去注释、宏替换、条件编译）。
2. 编译（C代码翻译成汇编语言）。
3. 汇编（汇编代码转为二进制目标代码）。
4. 链接（将汇编过程产生的二进制代码进行链接）。

gcc/g++的编译

gcc/g++的语法：

gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

预处理

gcc –E test.c –o test.i

1. 预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。
2. 预处理指令是以#号开头的代码行。
3. 选项“-E”,该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程.
4. 选项“-o”是指目标文件,“.i”文件为已经过预处理的C原始程序。

编译

gcc –S test.i –o test.s

1. 在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。
2. 用户可以使用“-S”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。

汇编

gcc -c test.s -o test.o

1. 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件。
2. 使用-c选项就可以得到汇编代码转化为“.o”文件的二进制目标代码了。

链接

gcc test.o -o test

1. 在成功完成以上步骤之后，就进入了链接阶段。
2. 链接的主要任务就是将生成的各个“xxx.o”文件进行链接，生成可执行文件。
3. gcc/g++不带-E、-S、-c选项时，就默认生成预处理、编译、汇编、链接全过程后的文件。
4. 若不用-o选项指定生成文件的文件名，则默认生成的可执行文件名为a.out。

链接后生成的可执行程序也是二进制文件。

静态库和动态库

函数库一般分为静态库和动态库两种

• 静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件比较大,但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”
• 动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.so”

动态链接：

优点：省空间（磁盘的空间，内存的空间），bin体积小，加载速度快。
缺点：依赖动态库，程序可移植性较差。
 
静态链接：

优点：不依赖第三方库，程序的可移植性较高。
缺点：浪费空间。

gcc和g++默认生成的二进制程序是动态链接的，可以使用file指令查看。

还可以使用ldd指令查看动态链接的可执行文件所依赖的库

gcc选项

• -E 只进行预处理，这个不生成文件，你需要把他重定向到一个输出文件里面（否则将把预处理后的结果打印到屏幕上）。
• -S 编译到汇编语言，不进行汇编和链接，即只进行预处理和编译。
• -c 编译到目标代码
• -o 将处理结果输出到指定文件，该选项后需紧跟输出文件名。
• -static 此选项对生成的文件采用静态链接。
• -g 生成调试信息（若不携带该选项则默认生成release版本）。
• -shared 此选项将尽量使用动态库，生成文件较小。
• -w 不生成任何警告信息。
• -Wall 生成所有警告信息。
• -O0/-O1/-O2/-O3 编译器优化选项的四个级别，-O0表示没有优化，-O1为缺省值，-O3优化级别最高。

Linux调试器 - gdb

背景知识

• 程序的发布方式有两种，debug模式和release模式
• Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式
• 要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项

gdb命令汇总

进入gdb

指令： gdb 文件名

调试

1）「run/r」：运行代码（启动调试）。
2）「next/n」：逐过程调试。
3）「step/s」：逐语句调试。
4）「until 行号」：跳转至指定行。
5）「finish」：执行完当前正在调用的函数后停下来（不能是主函数）。
6）「continue/c」：运行到下一个断点处。
7）「set var 变量=x」：修改变量的值为x。

显示

1）「list/l n」：显示从第n行开始的源代码，每次显示10行，若n未给出则默认从上次的位置往下显示.。
2）「list/l 函数名」：显示该函数的源代码。
3）「print/p 变量」：打印变量的值。
4）「print/p &变量」：打印变量的地址。
5）「print/p 表达式」：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值。
6）「display 变量」：将变量加入常显示（每次停下来都显示它的值）。
7）「display &变量」：将变量的地址加入常显示。
8）「undisplay 编号」：取消指定编号变量的常显示。
9）「bt」：查看各级函数调用及参数。
10）「info/i locals」：查看当前栈帧当中局部变量的值。

断点

1）「break/b n」：在第n行设置断点。
2）「break/b 函数名」：在某函数体内第一行设置断点。
3）「info breakpoint/b」：查看已打断点信息。
4）「delete/d 编号」：删除指定编号的断点。
5）「disable 编号」：禁用指定编号的断点。
6）「enable 编号」：启用指定编号的断点。

退出gdb

1）「quit/q」：退出gdb。

Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

make/Makefile的重要性

• 会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力
• 一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作
• makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率
• make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法
• make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建

依赖关系和依赖方法

依赖关系：

文件A的变更会影响到文件B，那么就称文件B依赖于文件A。

例如，test.o文件是由test.c文件通过预处理、编译以及汇编之后生成的文件，所以test.c文件的改变会影响test.o，所以说test.o文件依赖于test.c文件。

依赖方法：

如果文件B依赖于文件A，那么通过文件A得到文件B的方法，就是文件B依赖于文件A的依赖方法。

例如，test.o依赖于test.c，而test.c通过gcc -c test.c -o，test.o指令就可以得到test.o，那么test.o依赖于test.c的依赖方法就是gcc -c test.c -o test.o。

应用实例

步骤一：

在当前目录下创建一个名为Makefile/makefile的文件。

步骤二：

编写makefile文件。

编写完makefile文件后保存退出，然后在命令行当中执行make指令便可以生成可执行程序

makefile文件的简写

• $@：表示依赖关系中的目标文件（冒号左侧）
• $^：表示依赖关系中的依赖文件列表（冒号右侧全部）

上文makefile文件也可简写成如下形式

make的工作原理

1. make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
2. 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到mytest这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3. 如果mytest文件不存在，或是mytest所依赖的后面的test.c文件的文件修改时间比mytest文件新，那么它就会执行后面的依赖方法来生成mytest文件。
4. make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
5. 在寻找的过程中，如果出现错误，例如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错。

项目清理

我们每次重新生成可执行程序前，都应该将上一次生成可执行程序时生成的一系列文件进行清理，清理的指令相同，我们可以把清理的指令也添加到makefile文件中

注意：这里clean的目标文件设置为伪目标，用.PHONY修饰，伪目标的特性是：不管是否更新都要执行。