【Linux学习】Linux环境及工具
零、前言
本章主要将解学习软件包的概念和yum工具以及vim编辑器的使用操作
一、Linux软件包管理器yum
1、yum介绍
- 概念：
yum(Yellow dog Updater, Modified)是Linux下非常常用的一种包管理器
- Linux上如何安装软件：
1.源代码安装（麻烦）
2.rpm包安装（类似windows上的安装程序）
3.yum命令行（可以帮助搜索，下载，安装，解决软件依赖关系）
- 什么是软件包：
安装软件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，而软件包是把一些软件提前编译好，从服务器上获取后可以直接进行安装
注：软件包和软件包管理器, 就好比 “App” 和 “应用商店” 这样的关系
2、rzsz
注：首先在 root 权限下使用 yum install -y lrzsz 命令，进行安装 rzsz 这个工具
- rz 命令：
windows 机器和远端的 Linux 机器通过 XShell 传输文件，使用指令 rz 则可以进行上传本地文件了
示图：
sz + 文件命令：
从linux终端将文件发送至本地 windows
- 示图：
注： yum 的所有操作必须保证主机(虚拟机)网络畅通，可以通过 ping 指令查看网络状况
ping www.baidu.com
2、yum工具的基本操作
1)查看软件包
- 命令：
yum list
- 功能：
罗列出当前一共有哪些软件包
注：包的数目非常多, 可以使用 grep 命令筛选出需要的包
示例：
注意：
- 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
2)安装软件
- 命令：
sudo yum install 名称
- 常用选项：
-y ：表示在找到后确认进行安装
- 注意：
- 一般需要 sudo 或者切到 root 账户下才能完成（需要向系统目录中写入内容）
- 无法多台服务器同时使用 yum
3)卸载软件
- 命令：
sudo yum remove 名称
注：卸载也需要 root 权限
二、 Linux开发工具vim
1、vim的介绍
- 概念：
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（类似C和C++的关系），Linux自带 vim ，使用较多
- 基本概念：
vim的常用三种模式，分别是命令模式（command mode）、插入模式（Insert mode）和底行模式（last line mode）
- 正常/命令模式：
可以控制屏幕光标的移动，对文本进行字符、字或行的删除，移动复制某区段等操作
- 插入模式：
只有在Insert mode下，才可以进行文字输入
- 底行模式：
文件保存或退出，也可以进行文件替换，使用命令等操作
2、vim基本操作
- vim 编辑文件命令：vim 文本名
注：进入vim之后，是处于[正常模式]
- [正常模式]切换至[插入模式]
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
- [正常模式]切换至[底行模式]
「shift +;」 其实就是输入「:」
注：在其他模式下都可以通过按 Esc 退回正常模式
- 退出vim及保存文件：
在[正常模式]下按一下「:」冒号键进入底行模式
: 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正常模式命令集
- 移动光标：
上下左右：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，也可以直接用键盘上的光标来上下左右移动
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「$」：移动到光标所在行的“行尾”
按「^」：移动到光标所在行的“行首”
按「n+l」：光标移到该行的第n个位置
按［gg］：光标移到文本开始
按［shift+g］：光标移到文本末端
按［n+shift+g］：光标移到文本第n行
- 删除文字：
「x」：每按一次，删除光标所在位置的一个字符
「n+x」：删除光标所在位置的“后面（包含自己在内）”n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
「n+X」：表示删除光标所在位置的“前面”n个字符
「dd」：剪切光标所在行
「n+dd」：从光标所在行开始剪切n行
//注意：dd与“p”配能完成剪切粘贴功能
- 复制：
「yw」：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中
「n+yw」：复制n个字到缓冲区
「yy」：复制光标所在行到缓冲区
「n+yy」：表示拷贝从光标所在的该行“往下数”n行文字
「p」：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置
//注意：y相关的操作与“p”配能完成复制粘贴
- 替换：
「r」：输入需要改成的字符，替换光标所在处的字符
「R」：切换成替换模式，输入可以替换光标所到之处的字符，按下「ESC」键退回正常模式
「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
4、vim底行模式命令集
注：先按「ESC」键确定您已经处于正常模式，再按「：」冒号即可进入底行模式
- 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
「set nonu」: 输入「set nonu」后会取消文件中 的行号
「#」:「#」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
- 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（向下查找）
「?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（向上查找）
- 保存退出：
「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
- 替换：
「%s/要被替换的字符或字符串/要替换成的字符或字符串/g」：将对应字符或字符串替换成对应字符或字符串（g表示全部）
- 更改：
「~」：从光标所在行将单词大写转小写，小写转大写
- 打开多个窗口：
vs + 文件名：（如果没有那么就会创建一个，如果有就会打开对应的文件）
- 多文件切换：
ctrl + w（双击）：切换文件（注：在多窗口的情况下）
- 特别命令：
vim test.c +10//打开test.c文件将光标定位到第10行!vim //打开历史上最近一次执行vim的操作
5、vim操作总结
简图：
全图：
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，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，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 进行配置
示图：
常用配置选项：
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
- 注意：
- 建议使用网络上已经配置好的vim，学习教程进行下载就行了
- 一般vimrc在每一个用户下都有一个，彼此之间互不影响
三、Linux编译器-gcc/g++
1、程序生成过程
注：以gcc为示例展示过程
- 语法：
gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]
1)预处理
- 功能主要包括：
将源文件进行宏定义替换，文件包含展开，条件编译处理，去注释等
- 示例：
gcc –E hello.c –o hello.i
示图：
注：
- 选项“-E”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（临时文件）
2)编译
- 功能主要包括：
首先 gcc 检查代码的规范性、是否有语法错误；在检查无误后, gcc 把代码翻译成汇编语言
- 实例:
gcc –S hello.i –o hello.s
示图：
注：
“-S”选项来进行查看，该选项只进行编，生成汇编代码
3)汇编
- 功能主要包括：
汇编阶段对全局变量生成符号表；把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件（由汇编指令转成二进制指令）
- 示例：
gcc –c hello.s –o hello.o
示图：
注：
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
4)链接
- 功能主要包括：
合并段表，合并符号表以及符号表的重定位；每个目标文件由链接器捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序
- 示例：
gcc hello.o –o hello
示图：
2、函数库
概念：
在上面的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，但是系统把这些函数实现都被放入到名为 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，这样就能间接实现函数“printf”了，而这也就是链接的作用
- 分类：
函数库一般分为静态库和动态库两种
- 静态库：
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：
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，一般后缀名为“.so”
注： gcc 在编译时默认使用动态库，可以通过 file 命令查看文件信息
示图：
总结：
- 以动态库链接方式生成的可执行程序体积比较小，比较节省系统资源，缺点是一旦库缺失，所以依赖的程序都不可运行
- 而如果是以静态库链接方式生成的可执行程序体积比较大，因为他会将库里面的代码拷贝至可执行程序，缺点是程序的体积比较大，浪费系统空间资源，但是如果库缺失不影响程序运行
- gcc选项总结：
-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（默认生成）
四、Linux调试器-gdb
1、背景及概念
- 相关概念：
- 程序的发布方式有debug模式和release模式
- Linux gcc/g++编译链接出来的可执行程序默认是release模式
- gdb 是 Linux 里的调试器，想调试必须在源代码生成可执行程序的时候加上 -g 选项
- 为什么要有debug和release：
- 在程序开发时程序员遇到bug需要调试，而调试需要在程序里内置调试信息
- 而对于发布面向的是用户，用户不需要调试信息
示图：
2、调试命令
示例：
#include<stdio.h>intSum(int num){int i=1,sum=0;for(;i<=num;i++){
sum+=i;}return sum;}intmain(){int num=100;int sum=Sum(num);printf("%d\n",sum);return0;}
- 使用：
gdb +文件名：进入调试
ctrl + d 或 quit/q ：退出调试
- 展示：
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
info break/ info b ：查看断点信息
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
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
info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值
breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数
示图：
修改：
set var：修改变量的值
- 断点：
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
delete breakpoints/d：删除所有断点
delete breakpoints n/d n：删除序号为n的断点
disable breakpoints/disable：禁用断点
enable breakpoints/enable：启用断点
示图：
注：禁用断点的作用是在使用断点后调试无误用来记录已经调试过
执行：
run/r：从开始连续而非单步执行程序（从新运行，有断点运行到第一个断点，否则运行完毕）
next/n：单条执行
continue/c：从当前位置开始连续而非单步执行程序（执行到下一个断点处）
step/s：进入函数调用
finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
until X行号：执行跳至X行
- 示图：
五、Linux项目自动化构建工具-make/Makefile
1、背景及概念
- 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
- 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
- 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
- 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
2、使用及原理
确定目标文件和源文件的依赖关系，有了依赖关系还需要依赖方法（用来确定具体如何执行生成目标文件）
示例：
注意：
- 依赖方法快捷写法示例：gcc -o $^ $@
@ ： 对 应 的 是 目 标 文 件 ； @：对应的是目标文件； @：对应的是目标文件；^：表示依赖文件列表
- 执行过程/原理：
- 在默认的方式下只输入make命令，则会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件
- 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，它会找到“test”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件
- 如果test文件不存在，或是test所依赖的后面的依赖文件的文件修改时间要比这个文件新，那么它就会执行后面所定义的命令来生成test这个文件
- 如果test所依赖的文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为以依赖文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成依赖文件
- 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
- 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
- make只管文件的依赖性，即如果在找了依赖关系之后，之后如果还写有目标文件都不会进行生成
- 项目清理：
- 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，需要显示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
- 对于clean这种目标文件，我们将它设置为伪目标（用 .PHONY 修饰），伪目标的特性是总是可以被执行（可以多次执行）
- 示图：
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