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[开发工具]Linux环境基础开发工具使用

目录

Linux软件包管理器yum

Linux开发工具

1. vim的基本概念

2. vim的基本操作

3. vim正常模式命令(重点)

1. 插入模式

2. 从插入模式切换为命令模式

3. 离开vim

4. 命令模式下的文本批量化操作(重要)

Linux编译器-gcc/g++使用

1. gcc完成预处理(进行宏替换)

2.?gcc完成编译(生成汇编)

3.?gcc完成汇编(生成机器可识别代码)

4.?gcc完成连接(生成可执行文件或库文件)

gcc选项

函数库(了解向)

Linux调试器-gdb使用(重点)

Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

单文件的makefile

多文件的makefile

?编辑工作原理

小程序——进度条


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。

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。

安装完毕之后可以通过拖拽的方式将文件上传过去

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

ping www.baidu.com

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命令只帅选出我们关注的包。例如:

yum list | grep lrzsz

结果如下:

lrzsz.x86_64       0.12.20-36.e17        @base

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

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gcc的安装。

sudo yum install lrzsz

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
  • 如果 yum 报错,google走起

如何卸载软件

仍然是一条命令:

sudo yum remove lrzsz

Linux开发工具

Linux编辑器-vim使用

vi/vim的区别简单点来说,它们都是多模式编辑器,不同的是vim是vi的升级版本,它不仅兼容vi的所有指令,而且还有一些新的特性在里面。例如语法加亮,可视化操作不仅可以在终端运行,也可以运行于x window、 mac os、windows。我们课堂上,统一按照vim来进行讲解

1. vim的基本概念

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

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)

3. vim正常模式命令(重点)

(只掌握部分常用的指令)

1. 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

2. 从插入模式切换为命令模式

  • 按「ESC」键

3. 离开vim

  • 「w」: 在冒号输入字母「w」就可以将文件保存起来
  • 「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

4. 命令模式下的文本批量化操作(重要)

  • 「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
  • 「#p」:例如:「6p」表示将缓冲区内的字符重复6次贴到光标所在位置

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。

  • 「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
  • 「dd」:删除光标所在行
  • 「#dd」:从光标所在行开始删除#行
  • 「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”可以执行多次恢复
  • 「ctrl+r」: 针对u操作,再次进行撤销
  • 「shift+g」(G):移动到文章的最后
  • [gg]:进入到文本开始
  • [n+shift+g]:光标快速定位到文本的任意n行
  • [shift+4]($):光标快速定位到所在行“行尾”
  • [shift+4](^):光标快速定位到所在行“行首”
  • 「w」:光标跳到下个单词的开头
  • 「b」:光标回到上个单词的开头
  • 「h」、「j」、「k」、「l」:分别控制光标左、下、上、右移一格
  • [shift+`](~):将光标所在处的字母进行大小写快速切换
  • 「r」:替换光标所在处的字符,接下来按一个替换字符
  • 「#r」:替换光标所在处的字符用#个字符
  • 「shift+r」(R):替换光标所到之处的字符,直到按下「ESC」键为止

若想学习更多,可参考:
vim从0到1

Linux编译器-gcc/g++使用

格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

在c学习C语言时学习了:

  1. 预处理(进行宏替换)
  2. 编译(生成汇编)
  3. 汇编(生成机器可识别代码)
  4. 链接(生成可执行文件或库文件)

1. gcc完成预处理(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:

 gcc –E test.c –o test.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。

例子:

有如下代码:

经过上述操作后会生成一个test.i的文件,我们在当前情况下,进入command输入vs test.i(vs+文件名)分屏,?再按shift+g到文本末尾

?即可验证上述命令的真实性,最后按照正常vim的方式退出即可。

2.?gcc完成编译(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 test.i –o test.s

查看文件后:

3.?gcc完成汇编(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
  • 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 test.s –o test.o

查看代码后:

?虽然该文件已经是二进制文件,但是仍然无法执行,因为还没有经过链接。

4.?gcc完成连接(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 test.o –o test

链接我们的程序和库,形成可执行程序。

以上是gcc/g++使用的常用选项,记忆方式:

ESc(选项),iso(形成的临时文件后缀)

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。

函数库(了解向)

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??

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,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。

可以如下图查看头文件和库文件:

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”,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 test.o –o test?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。默认情况下,形成的可执行程序是动态链接的。

通过以下图中方式查看当前文件所依赖的静态库和当前所可执行的程序是静态的还是动态的:?

如果想要使用静态方式编译,如下图:

出现这个报错,说明没有静态库,先执行以下命令,下载安装c/c++:

yum install -y glibc-static
yum install -y libstdc++-static

再执行一次:

gcc test.c -o test2 -static

就会出现如下图:

我们发现就可以编译了,这里的可执行程序就是静态的了。

通过如下图我们会发现确实是静态链接了:

而且我们会发现静态的可执行的大小大的离谱,这还只是就几条输出语句,所以,一般情况使用默认的动态链接会更好。

Linux调试器-gdb使用(重点)

  • 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[重要]

gdb binFile(即生成的可执行文件)

但是当我们对gcc/g++ test.c生成的文件进行上述操作时,发生会出现如下情况:

这是因为在linux中,直接使用上述操作生成的可执行文件是release版本的,我们需要的是debug版本的,使用以下命令即可生成的可执行文件是debug版本的:

g++ test3.cpp -o test3_debug -g

我们会发现test3和test3_debug两个文件大小不一致,为什么?

因为debug版中加了调试信息,linux中有一个命令可以以段的方式来读取可执行:

readelf -S

我们使用该命令来查看test3和test_debug的区别,即debug版本中是否增加了调试信息:

如上图,我们会发现,release版本中确实没有调试信息,而debug版本中却有调试信息。?

接下来继续再次执行gdb:

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。[重要]
  • list/l 函数名:列出某个函数的源代码。
  • r或run:运行程序。[重要]
  • n 或 next:单条执行。[重要]
  • s或step:进入函数调用[重要]
  • break(b)?行号:在某一行设置断点[重要]
  • break?函数名:在某个函数开头设置断点
  • info break(info b) :查看断点信息。??[重要]
  • finish:执行到当前函数返回,然后停下来等待命令??[重要]
  • print(p):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。[重要]
  • 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[重要]
  • run(或r):从开始连续而非单步执行程序??[重要]
  • delete?breakpoints:删除所有断点
  • delete?breakpoints?n(d n):删除序号为n的断点[重要]
  • disable?breakpoints:禁用断点
  • enable?breakpoints:启用断点
  • info(或i)?breakpoints:参看当前设置了哪些断点??[重要]
  • display?变量名:跟踪查看一个变量,每次停下来都显示它的值??[重要]
  • undisplay n:取消对先前设置的那些变量的跟踪??[重要]
  • until X行号:跳至X行??[重要]
  • breaktrace(或bt):查看各级函数调用及参数??[重要]
  • info(i)?locals:查看当前栈帧局部变量的值
  • quit/q:退出gdb??[重要]

根据上述命令进行调试:

出现了如下图问题:

?即报错:

Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-326.el7_9.x86_64 libgcc-4.8.5-44.el7.x86_64

解决方法(在拥有root权限下的情况):

vim /etc/yum.repos.d/CentOS-Debuginfo.repo

(如果没有下面内容,则将下面的粘贴进去)

[base-debuginfo]
name=CentOS-$releasever - DebugInfo
baseurl=http://debuginfo.centos.org/$releasever/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=0
protect=1
priority=1

将enabled=0改成enabled=1并保存。

执行下面的命令:

yum install glibc yum-utils

再执行下面的命令:

debuginfo-install glibc-2.17-326.el7_9.x86_64 libgcc-4.8.5-44.el7.x86_64

执行完后就解决了,后续就可以正常使用gdb了。

Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

  • 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。

单文件的makefile

先写一个test.cpp的文件,然后再创建一个名为Makefile(makefile)的文件,然后在文件中分别按依赖关系和依赖方法去写,具体如下代码和如下图:

test:test.o
    gcc test.o -o test
test.o:test.s
    gcc -c test.s -o test.o
test.s:test.i
    gcc -S test.i -o test.s
test.i:test.c
    gcc -E test.c -o test.i
.PHONY:clean
clean:
    rm -f test.i test.s test.o test

依赖关系:

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

依赖方法:

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

这样就可以通过makefile来创建和删除可执行程序了,使用方式如下图:

即执行依赖方法。?

make和.PHONY:

注:make默认只会形成第一个目标文件,执行该依赖关系的以来方法

所以我们想要执行第二个指令时,需要指定。

被.PHONY修饰时,表明该依赖关系总是被执行的,无论目标文件是否新旧,照样直接执行依赖关系

因为,文件=内容+属性,所以文件无论是内容还是属性的更改都算是文件进行了修改,如果一个文件的内容和属性都没有被修改,即文件没用被修改,并且该文件没有被.PHONY关键字修饰,那么该依赖关系在makefile中只能被执行一次,再次make将不会起作用。

?注:如果想要知道文件的修改时间,可以使用

stat 文件名

我们就可以看到Access(访问文件的时间)Modify(文件内容的修改时间)Change(文件的属性修改时间),需要注意的是,修改内容是可以影响Change的改变

多文件的makefile

先创建两个文件,如下图:

再编写makefile,我们的目标是先生成.o文件再生成可执行文件,具体如下图:

test依赖于test.o和add.o,add.o依赖于add.c并且test.o依赖于test.c,最后删除.o文件可以使用通配符*执行结果如下图:

工作原理

创建文件make:

  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“test”这个文件, 并把这个文件作为最终的目标文件。
  3. 如果test文件不存在或是test所依赖的后面的test.o文件的文件修改时间要比test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test这个文件。
  4. 如果test所依赖的test.o文件不存在,那么make会在当前文件中找目标为test.o文件的依赖性,如果找到则再根据那一个规则生成test.o文件。(这有点像一个堆栈的过程)
  5. 当你的C文件和H文件是存在的,make会生成test.o文件,然后再用test.o文件声明make的终极任务,也就是执行文件test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make就不起作用。

项目清理clean:

  • 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。

小程序——进度条

我们知道缓冲区是一段内存空间,当我们输入数据时,输入的数据就会在缓冲区中,而程序就是从缓冲区读入我们的输入数据,如果我们想立马将内存中的空间显示出来,我们在C语言就知道\n可以做到(这种刷新策略叫行刷新)。

首先区分一下\r和\n,\r我们知道是回车,需要注意的\n是回车+换行,回车是将光标回到当前行的最开始,而换行是新起一行,这也就是\r和\n的区别的

那如果我们想不使用行刷新来刷新缓冲区立马将内存的空间显示出来可以采用下面这种方式:

fflush(stdout);

这里stdout标准输出在C语言文件读入输出已经说过fflush是函数调用。

在Linux中,如果想像windows中那样休眠输出,也是使用sleep函数,如下代码:

#include <unistd.h>
sleep(1);//以秒为单位
usleep(1000000);//以微秒为单位

有了以上的了解,就可以进行进度条的实现,实现如下:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define N 101
#define STYLE '#'


void process()
{
    //进度字符
    char bar[N];
    memset(bar, '\0', sizeof(bar));

    //进度符号
    const char* lable = "|/-\\";
    
    int count = 0;
    while(count <= 100)
    {
        //格式化输出并使用输出有颜色,清空缓存区,等待
        printf(" \033[0m\033[1;33;41m[%-100s]%d%%[%c]\r\033[0m", bar, count, lable[count%4]);
        fflush(stdout);
        bar[count++] = STYLE;
        usleep(100000);
    }
    printf("\n");
}

int main()
{
    process();
    return 0;
}

为了美化使用了C语言的字体带颜色输出,其实输出的地方分为两部分:

颜色输出:\033[0m\033[1;33;41m \033[0m

进度条输出:[%-100s]%d%%[%c]\r

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加:2022-10-31 12:20:15  更:2022-10-31 12:22:56 
 
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