Linux基础开发工具使用【Yum | Vim | 编译器 | 调试器 | GDB | Makefile | Git】

本节目标：

  • 学习yum工具，进行软件安装
  • 掌握vim编辑器使用，学会vim的简单配置
  • 掌握简单的Makefile编写，了解其运行思想
  • 编写自己的第一个Linux 程序：进度条
  • 掌握gcc/g++编译器的使用，并了解其过程，原理
  • 掌握简单gdb使用于调试

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.

如何安装软件

通过 yum, 我们可以通过很简单的一条命令完成 sl 的安装.

yum install sl

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.

yum也有选项yum -y 不询问是否安装，详细安装讲解看此篇

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.
  • 如果 yum 报错, 请自行百度.

如何卸载软件

仍然是一条命令:

yum remove sl

关于 rzsz

这个工具用于 windows 机器和远端的 Linux 机器通过 XShell 传输文件.
(root)安装完毕之后可以通过拖拽的方式将文件上传过去.动画

有的人可能拖不了，可以输入指令rz 选择文件或者rz -E

image-20240124103759415

注意事项

关于 yum 的所有操作必须保证主机(虚拟机)网络畅通!!!
可以通过 ping 指令验证

image-20240123180842429

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. 例如:

yum list | grep rzsz

结果如下：image-20240124094416086

注意事项:

  • 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.

Linux开发工具

可跳转此篇对vim的不同方式介绍

1.vim的基本概念

我们讲解vim的三种模式(其实有好多模式，目前掌握这3种即可),分别是命令模式（command mode）、插
入模式（Insert mode）和底行模式（last line mode），各模式的功能区分如下：
正常/普通/命令模式(Normal mode)

  • 控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，移动复制某区段及进入Insert mode下，或者到 last line mode

插入模式(Insert mode)

  • 只有在Insert mode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。

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。要查看你的所有模式：打开vim，底行模式直接输入

  • :help vim-modes

我这里一共有12种模式:six BASIC modes和six ADDITIONAL modes

2.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:

  • $ vim test.c

  • 不过有一点要特别注意，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]
  • 输入a
  • 输入i
  • 输入o
  • [插入模式]切换至[正常模式]
  • 目前处于[插入模式]，就只能一直输入文字，如果发现输错了字,想用光标键往回移动，将该字删除，可以先按一下「ESC」键转到[正常模式]再删除文字。当然，也可以直接删除。
  • [正常模式]切换至[末行模式]
  • 「shift + ;」, 其实就是输入「:」
  • 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:
  • : w （保存当前文件）
  • : wq (输入「wq」,存盘并退出vim)
  • : q! (输入q!,不存盘强制退出vim)

image-20240124114549511

3.vim正常模式命令集

  • 插入模式
  • 按「i」切换进入插入模式「insert mode」，按“i”进入插入模式后是从光标当前位置开始输入文件；
  • 按「a」进入插入模式后，是从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字；
  • 按「o」进入插入模式后，是插入新的一行，从行首开始输入文字。
  • 从插入模式切换为命令模式
  • 按「ESC」键。
  • 移动光标
image-20240124184806008
  • vim可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，但正规的vim是用小写英文字母「h」、「j」、「k」、「l」，分别控制光标左、下、上、右移一格
  • 按「G」：移动到文章的最后
  • 按「 $ 」：移动到光标所在行的“行尾”
  • 按「^」：移动到光标所在行的“行首”
  • 按「w」：光标跳到下个字的开头
  • 按「e」：光标跳到下个字的字尾
  • 按「b」：光标回到上个字的开头
  • 按「#l」：光标移到该行的第#个位置，如：5l,56l
  • 按［gg］：进入到文本开始
  • 按［shift＋g］：进入文本末端
  • 按「ctrl」+「b」：屏幕往“后”移动一页
  • 按「ctrl」+「f」：屏幕往“前”移动一页
  • 按「ctrl」+「u」：屏幕往“后”移动半页
  • 按「ctrl」+「d」：屏幕往“前”移动半页

删除文字

  • 「x」：每按一次，删除光标所在位置的一个字符
  • 「#x」：例如，「6x」表示删除光标所在位置的“后面（包含自己在内）”6个字符
  • 「X」：大写的X，每按一次，删除光标所在位置的“前面”一个字符
  • 「#X」：例如，「20X」表示删除光标所在位置的“前面”20个字符
  • 「dd」：删除光标所在行
  • 「#dd」：从光标所在行开始删除#行
  • 复制
  • 「yw」：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中。
  • 「#yw」：复制#个字到缓冲区
  • 「yy」：复制光标所在行到缓冲区。
  • 「#yy」：例如，「6yy」表示拷贝从光标所在的该行“往下数”6行文字。
  • 「p」：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置。注意：所有与“y”有关的复制命令都必须与“p”配合才能完成复制与粘贴功能。
  • 替换
  • 「r」：替换光标所在处的字符。
  • 「R」：替换光标所到之处的字符，直到按下「ESC」键为止。
  • 撤销上一次操作
  • 「u」：如果您误执行一个命令，可以马上按下「u」，回到上一个操作。按多次“u”可以执行多次回复。
  • 「ctrl + r」: 撤销的恢复
  • 更改
  • 「cw」：更改光标所在处的字到字尾处
  • 「c#w」：例如，「c3w」表示更改3个字
  • 跳至指定的行
  • 「ctrl」+「g」列出光标所在行的行号。
  • 「#G」：例如，「15G」，表示移动光标至文章的第15行行首。

文本行的大小写切换：shif + ~ 大->小.小->大

4.vim末行模式命令集

在使用末行模式之前，请记住先按「ESC」键确定您已经处于正常模式，再按「：」冒号即可进入末行模式。

  • 列出行号
  • 「set nu」: 输入「set nu」后，会在文件中的每一行前面列出行号。
  • 跳到文件中的某一行
  • 「#」:「#」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
  • 「/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。
  • 「?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。
  • 问题：／ 和 ？查找有和区别？/往下查找，？往上查找
  • 保存文件
  • 「w」: 在冒号输入字母「w」就可以将文件保存起来
  • 离开vim
  • 「q」：按「q」就是退出，如果无法离开vim，可以在「q」后跟一个「!」强制离开vim。
  • 「wq」：一般建议离开时，搭配「w」一起使用，这样在退出的时候还可以保存文件。

5.vim操作总结

  • 三种模式
  • 正常模式
  • 插入模式
  • 底行模式

我们一共有12种总模式，大家下来可以研究一下

  • vim操作
  • 打开，关闭，查看，查询，插入，删除，替换，撤销，复制等等操作。

详细讲解vim参考此篇文章

6.简单vim配置

配置文件的位置

  • 在目录 /etc/ 下面，有个名为vimrc的文件，这是系统中公共的vim配置文件，对所有用户都有效。

    image-20240124195042221

  • 而在每个用户的主目录下，都可以自己建立私有的配置文件，命名为：“.vimrc”。例如，/root目录下，通常已经存在一个.vimrc文件,如果不存在，则创建之。

  • 切换用户成为自己执行 su ，进入自己的主工作目录,执行 cd ~

  • 打开自己目录下的.vimrc文件，执行 vim .vimrc

常用配置选项,用来测试

  • 设置语法高亮: syntax on
  • 显示行号: set nu
  • 设置缩进的空格数为4: set shiftwidth=4

详细配置说明

使用插件

要配置好看的vim，原生的配置可能功能不全，可以选择安装插件来完善配置，保证用户是你要配置的用户，接下来:

  • 安装vimforcpp复制执行curl -sLf https://gitee.com/HGtz2222/VimForCpp/raw/master/install.sh -o ./install.sh && bash ./install.shimage-20240124201019634

  • 重启vim配置指令：source ~/.bashrcimage-20240124201419360

  • 完成效果图image-20240124201729084

    可以查看.vimrc 里面自动写入了好多内容

    • 还有一种复杂的方法手册

Linux编译器-gcc/g++使用

1. 背景知识

  • 预处理（进行宏替换)
  • 编译（生成汇编)
  • 汇编（生成机器可识别代码）
  • 连接（生成可执行文件或库文件)

2. gcc如何完成

格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

预处理(进行宏替换)

  • 预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。
  • 预处理指令是以#号开头的代码行。
  • 实例: gcc –E hello.c –o hello.i
  • 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。
  • 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（生成汇编）

  • 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。
  • 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。
  • 实例: gcc –S hello.i –o hello.s

汇编（生成机器可识别代码）

  • 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
  • 读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了
  • 实例: gcc –c hello.s –o hello.o

连接（生成可执行文件或库文件）

  • 在成功编译之后,就进入了链接阶段。
  • 实例: gcc hello.o –o hello

image-20240124204544470

函数库

  • 我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?
  • 最后的答案是:系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

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，不受库升级或者被删除的影响。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”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后,gcc 就可以生成可执行文件,如下所示。 gcc hello.o –o hello
  • gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证。image-20240125092117710
  • 可以临时生成静态链接 只需gcc的选项最后加上 -static.（须安装静态库 sudo yum install -y glibc-static）C++的为 sudo yum install -y libstdc++-static
  • image-20240125094521193

gcc选项

  • -E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面
  • -S 编译到汇编语言不进行汇编和链接
  • -c 编译到目标代码
  • -o 文件输出到 文件
  • -static 此选项对生成的文件采用静态链接
  • -g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
  • -shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
  • -O0
  • -O1
  • -O2
  • -O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
  • -w 不生成任何警告信息。
  • -Wall 生成所有警告信息。

gcc选项记忆

  • esc,iso例子

Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

背景

  • 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。

细看

理解

  • 依赖例子

实例代码

C代码

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello Makefile!\n");
return 0;
}

Makefile文件

#生成目标:文件
hello:hello.o gcc hello.o -o hello 
hello.o:hello.s gcc -c hello.s -o hello.o 
hello.s:hello.i gcc -S hello.i -o hello.s 
hello.i:hello.c gcc -E hello.c -o hello.i#清理
.PHONY:clean
clean:
rm -f hello.i hello.s hello.o hello

.PHONY:被改关键字修饰的对象是一个伪目标，该目标会一直被执行。

下图就是没有设置gcc指令成一个伪目标，会提示已经最新，不执行操作image-20240125103223298

依赖关系

  • 上面的文件 hello ,它依赖 hell.o
  • hello.o , 它依赖 hello.s
  • hello.s , 它依赖 hello.i
  • hello.i , 它依赖 hello.c

依赖方法

gcc hello.* -option hello.* ,就是与之对应的依赖关系

原理

make是如何工作的,在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，

  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“hello”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
  3. 如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。
  4. 如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
  5. 当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件hello了。
  6. 这就是整个make的依赖性，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。
  7. 在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
  8. make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。

项目清理

  • 工程是需要被清理的
  • 像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。
  • 但是一般我们这种clean的目标文件，我们将它设置为伪目标,用 .PHONY 修饰,伪目标的特性是，总是被执行的。
  • 可以将我们的 hello 目标文件声明成伪目标，测试一下。

Linux第一个小程序－进度条

行缓冲区概念

什么现象？

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("hello Makefile!\n");
sleep(3);
return 0;
}

动画

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("hello Makefile!");
sleep(3);
return 0;
}

动画

先执行printf，数据是2秒后出来的，因为数据先存放在缓冲区里面，所以要刷新fflush(stdout)

还得知道：

\r 回车

\n 换行

\r\n 回车换行

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{int cnt = 9;while(cnt){printf("剩余时间:%d\r",cnt);fflush(stdout);cnt--;sleep(1);}return 0;
}

动画

如果cnt改成10，出bug了，可以这么理解：因为显示器对%d只能显示1个字符，多了会覆盖，所以需要 %2d

使用 git 命令行

安装 git

yum install git

在 Github 创建项目

#使用 Github 创建项目
##注册账号
这个比较简单, 参考着官网提示即可. 需要进行邮箱校验.

创建项目

  1. 登陆成功后, 进入个人主页, 点击左下方的 New repository 按钮新建项目

    image-20240125084835030

  2. 然后跳转到的新页面中输入项目名称(注意, 名称不能重复, 系统会自动校验. 校验过程可能会花费几秒钟). 校验完毕后, 点击下方的 Create repository 按钮确认创建 image-20240125084925032

  3. 在创建好的项目页面中复制项目的链接, 以备接下来进行下载 image-20240125085000723

下载项目到本地

创建好一个放置代码的目录

git clone [url]

这里的 url 就是刚刚建立好的 项目 的链接

三板斧第一招: git add

将代码放到刚才下载好的目录中

git add [文件名]

将需要用 git 管理的文件告知 git

三板斧第二招: git commit

提交改动到本地

git commit .

最后的 “.” 表示当前目录
提交的时候应该注明提交日志, 描述改动的详细内容.

三板斧第三招: git push

同步到远端服务器

git push

需要填入用户名密码. 同步成功后, 刷新 Github 页面就能看到代码改动了.
配置免密码提交

教程直达

Linux调试器-gdb使用

背景

  • 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

开始使用

gdb binFile 退出： ctrl + d 或 quit 调试命令：

  • list／l 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
  • list／l 函数名：列出某个函数的源代码。
  • r或run：运行程序。
  • n 或 next：单条执行。
  • s或step：进入函数调用
  • break(b) 行号：在某一行设置断点
  • break 函数名：在某个函数开头设置断点
  • info break ：查看断点信息。
  • finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
  • print§：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数
  • p 变量：打印变量值。
  • set var：修改变量的值
  • continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序
  • run(或r)：从开始连续而非单步执行程序
  • delete breakpoints：删除所有断点
  • delete breakpoints n：删除序号为n的断点
  • disable breakpoints n：禁用断点n
  • enable breakpoints n：启用断点n
  • info(或i) breakpoints：参看当前设置了哪些断点
  • display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
  • undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪
  • until X行号：跳至X行
  • breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数
  • info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值
  • quit：退出gdb

细看请跳转此篇

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