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linux开发工具

目录

linux开发工具

一、软件包管理器

二、Linux安装软件的方式

三、Linux软件生态

四、镜像源

4.1.镜像的概念

4.2.切换镜像源

五、软件包管理器的操作

5.1.查看软件包

5.2.安装软件

5.3.卸载软件

5.4.查看安装源

5.5.软件的分类

六、编辑器vim

6.1.vim的三种主模式

6.2.命令模式的操作

6.3.底行模式的操作

6.4.vim配置

七、编译器gcc/g++

7.1.编译与链接

7.2.ldd指令

7.3.条件编译

7.4.预处理的本质

7.5.汇编的本质

7.6.链接的本质

7.7.动静态库

7.8.静态链接

7.9.动态链接

7.10.补充知识

八、自动化构建工具

8.1.,Makefile的基本概念

8.2.依赖关系与依赖方法

8.3.项目清理与伪目标

8.3.Makefile的基本使用

8.4.文件时间详解

8.5.make的工作原理

8.6.Makefile的扩展语法

九、进度条

9.1.行缓冲区

9.2.倒计时

9.3.进度条

十、版本控制器Git

10.1.版本控制

10.2.数据安全与协作开发

10.3.Git的历史

10.4.Git的操作

十一、调试器gdb/cgdb

11.1.软件发布方式

11.2.cgdb命令

11.3.调试技巧

一、软件包管理器

在不同平台上，会有不同的软件下载安装渠道

手机上的应用商店相当于Linux中的软件包管理器

• 手机中的应用商店：华为应用商店、小米应用商店、苹果应用商店
• Linux中的软件包管理器：yum（centos）、apt（ubuntu）

手机上的App相当于Linux中的软件包

二、Linux安装软件的方式

方式一：下载程序源码并编译生成可执行程序

操作繁琐，需要自行解决依赖问题

优化：将常用软件预编译成软件包放在服务器

方式二：RPM软件包安装

直接安装预编译的RPM软件包

• 版本兼容性问题
• 依赖库文件缺失

方式三：软件包管理器安装

• Centos：yum（Yellow dog Updater,Modified）
• Ubuntu：apt（Advanced Package Tool）

从网络仓库直接下载安装，自动解决软件包的依赖问题

需要root权限安装拷贝到系统，安装后任何用户都能使用

三、Linux软件生态

生态问题是评估操作系统好坏的标准

Linux的配套软件是由它的生态提供

目的是让这款操作系统被更多的人接受

四、镜像源

4.1.镜像的概念

镜像：将国外服务器上的软件包同步拷贝到国内服务器

操作系统内部内置的是国外的下载链接

在国内需要切换镜像源，更改下载链接

4.2.切换镜像源

示例：ubuntu更新apt源

• 备份现有的apt源
• 下载选择的镜像源，替换配置文件
• 更新apt缓存

五、软件包管理器的操作

5.1.查看软件包

示例：查看lrzsz软件包的详细信息

5.2.安装软件

示例：安装lrzsz软件包

5.3.卸载软件

示例：卸载lrzsz软件包

5.4.查看安装源

示例：查看ubuntu安装源路径

• 标准源

• 扩展源

5.5.软件的分类

Epel：企业版Linux扩展软件源

Base：基础稳定软件源

六、编辑器vim

一款多模式编辑器

6.1.vim的三种主模式

命令模式（Normal mode）

功能：控制光标的移动，字符、字或行的删除

• 按i进入插入模式
• 按:进入底行模式

插入模式（Insert mode）

功能：只有在插入模式下才能输入文字

• 按ESC进入命令模式

底行模式（Last line mode）

功能：文件保存或退出、文本替换、找字符串、列出行号

• 按ESC进入命令模式

6.2.命令模式的操作

切换插入

i：从光标当前位置开始输入文字

a：从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字

o：在光标下一行另起一行在行首输入文字

移动光标

• nh：左移任意一位
• nj：下移任意一位
• nk：上移任意一位
• nl：右移任意一位
• nw：后移任意单词
• nb：前移任意单词
• gg：移动到文本开始
• G：移动到文本最后
• nG：移动到任意行号
• $：移动到当前行尾
• ^：移动到当前行首

删除文字

• x：删除或剪切光标所在位置的字符
• nx：删除或剪切光标所在位置与后面位置的任意字符
• X：删除或剪切光标所在位置前面的一个字符
• nX：删除或剪切光标所在位置前面的任意字符
• dd：删除或剪切光标所在行
• ndd：从光标所在行开始删除或剪切

复制粘贴

• yw：复制光标所在位置到字尾
• nyw：复制任意个字
• yy：复制光标所在行
• nyy：复制光标所在行与当前行往下的任意行
• np：光标下一行粘贴任意次

撤销操作

• u：撤销操作
• ctrl+r：撤销u操作

替换操作

• r：替换光标所在处的字符
• R：进入替换模式，替换光标所到之处的字符，按ESC键返回命令模式
• ~：切换大小写

批量操作

• ctrl+v：进入视图模式，选定区域
• I：从视图模式跳转到插入模式
• d：删除操作
• ESC：回到命令模式

查找操作

• #：选中单词
• n：逆向查找选中的单词

6.3.底行模式的操作

• w：保存
• q：退出
• wq：保存并退出
• w!：强制保存
• q!：强制退出
• wq!：强制保存并退出
• ZZ：退出
• set nu：设置行号
• set nonu：去掉行号
• !：在不退出vim情况下执行命令
• %s/dst/src：批量化替换
• vs new_src：分屏操作
• ctrl+ww：切换分屏

使用技巧

• vim src n：打开时光标跳转到指定行号
• !v：跳转到上一次用v开头的命令

6.4.vim配置

在目录etc中有一个.vimrc文件，是系统公共的vim配置文件，所有用户有效

在当前用户的家目录下，用户可以自己建立私有的配置文件，命名为.vimrc

常用配置

• 语法高亮：syntax on
• 显示行号：set nu
• 设置缩进：set shiftwidth = 4
• 注释信息："

七、编译器gcc/g++

7.1.编译与链接

• 预处理

功能：宏替换、头文件展开、条件编译、去注释

-E：预处理结束后停止编译

-o：生成目标文件

.i：经过预处理后的文件（C/C++语言）

• 编译

功能：把代码翻译生成汇编语言

-S：只进行编译但不进行汇编，生成汇编代码后停止编译

.s：经过编译后的文件（汇编语言）

• 汇编

功能：把代码翻译成二进制语言

-c：将汇编语言翻译为二进制语言后停止

.o：经过汇编后的文件（二进制语言）

• 链接

功能：生成可执行文件或库文件

7.2.ldd指令

功能：查看可执行程序依赖哪些库

示例：查看a1依赖的C++标准库

注：a1中的C++标准库函数（比如：cout）需要从库中执行再返回（动态链接）

7.3.条件编译

-D：动态添加宏定义

条件编译的用途

• 业务功能区分

根据软件专业等级和收费模式裁剪代码

• 系统内核优化

内核源代码通过条件编译实现按需定制

• 实现跨平台适配

开发工具和应用软件通过条件编译实现多平台兼容

7.4.预处理的本质

修改编辑文本代码

7.5.汇编的本质

将程序转化为计算机可执行的二进制指令

计算机编译的历程

从最初的开关控制，到打孔编程，再到编译器技术

编译器的作用是将汇编语言翻译为二进制机器码

那么编译器又是用什么语言编写的呢?

编译器的自举过程

• 汇编语言的编译器

最初使用二进制版本的汇编编译器来编译汇编语言程序

随后就可以用汇编语言来编写更高级的编译器

此后就可以用汇编语言版本的编译器编译汇编语言程序

• C语言的编译器

最初使用汇编编译器来编译C语言程序

随后就可以用C语言来编写更高级的编译器

此后就可以用C语言版本的编译器来编译C语言程序

7.6.链接的本质

链接的本质：将目标文件进行合并

一些基础功能函数被打包成库，将自己写的代码编译成目标文件，与库进行链接，形成可执行程序

7.7.动静态库

库：一套方法或者数据集

作用：为开发提供最基本的接口与功能，加速二次开发

（注：Linux中的命令都依赖于C标准库）

动态库

• Linux：XXX.so
• windows：XXX.dll

静态库

• Linux：XXX.a
• windows：XXX.lib

库的命名规则：去掉lib前缀，去掉后缀，剩下的就是库的名字

• Linux下C语言的静态库：libc.a
• Linux下C语言的动态库：llbc.so

动静态库的对比

静态库只有在链接的时候有用，一旦形成可执行程序，静态库可以不需要

动态库形成的可执行程序体积一定很小

可执行程序对静态库的依赖度小，动态库不能缺失

7.8.静态链接

将静态库中的方法实现直接拷贝到使用该方法的地方

7.9.动态链接

在动态库中查询方法的地址，加载到内存后调用动态库中的方法

动静态链接对比

静态链接会在内存中出现大量重复代码

动态链接节省内存和磁盘资源

7.10.补充知识

gcc/g++默认使用的是动态链接

• gcc

• g++

使用静态链接时如果缺失静态库就会无法链接，此时需要添加静态库

• C语言的静态链接

• C++语言的静态链接

动态库的本质：将语言中的公共代码，未来在内存中只出现一份

Linux系统中的指令都依赖于动态库，如果把动态库删去，那么指令就无法执行

编辑sudo指令的白名单

编写多文件项目，需要先在当前目录下新建主函数源文件

再在当前目录新建lib文件存放自定义库的源文件与头文件

将它们的源文件编译成目标文件，再将所有目标文件链接成可执行程序

在提交程序时，只需要将头文件和目标文件提供给别人，不用给源文件

库：库文件 + 头文件

库文件（.so/.a）：多个目标文件（.o）的集合

动静态库的本质：被打包起来的目标文件集合

（注：动静态库本身是库文件，而非广义的库）

Linux系统的头文件：

注：

• < >：仅从Linux系统的头文件路径下查找头文件
• " "：先从当前源码所在的项目本地目录中查找，再从Linux系统的头文件中查找

八、自动化构建工具

8.1.,Makefile的基本概念

Makefile：自动化构建脚本文件

Make：解释并执行Makefile指令的命令行工具

在大型项目中，源文件数量庞大，按照类型、功能、模块放在不同目录

Makefile通过定义构建规则明确

• 各个文件的编译顺序
• 文件之间的依赖关系

完成Makefile编写后，仅需执行make命令，整个工程自动编译，提高开发效率

8.2.依赖关系与依赖方法

依赖关系：文件myproc依赖myproc.c

依赖方法：通过gcc编译器将myproc.c编译成myproc

8.3.项目清理与伪目标

项目清理：工程是需要被清理的

伪目标：目标总是需要被执行对应的依赖关系和依赖方法

本质：让make忽略文件和可执行目标文件的M时间对比

（注：可执行程序没有修改一般不需要伪目标，默认旧代码不需要重新编译）

8.3.Makefile的基本使用

• 文件不总被执行

• 文件总被执行

8.4.文件时间详解

• Access Time：查看文件内容或属性的时间
• Modify Time：修改文件内容的时间
• Change Time：修改文件属性的时间

修改文件内容

更新Change time和Modify time

修改文件权限属性

更新Change time

查阅文件的内容

更新Access time

频繁更新访问时间会产生大量IO操作

只有在连续访问多次后，才会更新Access time

touch命令

touch后加不存在的文件名是创建新的文件

touch后加存在的文件是更新文件所有时间

更新时间后就可以再对文件进行make操作

因为源文件与可执行程序是无法同时产生的

Make通过修改文件内容的时间判断文件新旧

modify time：只更新查看内容时间，与内容有关

change time：只更新修改属性时间，与内容无关

access time：只更新查看文件时间，与内容无关

8.5.make的工作原理

make在当前目录下寻找makefile或Makefile文件

找文件中的第一个目标文件作为最终的目标文件

如果该目标文件的依赖文件不存在，会找依赖文件对应的依赖关系

再查找该依赖文件的依赖文件是否存在，直到查找最后的依赖文件

如果该依赖文件存在，最终编译出第一个目标文件

如果该依赖文件不存在，或者中途出错，直接退出

8.6.Makefile的扩展语法

=：定义变量

@：不回显命令

$()：替换变量内容

$@：代表目标文件名

$^：代表依赖文件列表

$<：对展开的依赖.c文件一个一个交给gcc

%.c：展开当前目录下所有的.c

%.o：展开当前目录下所有的.o

#：注释

多文件编译

九、进度条

9.1.行缓冲区

回车（\r）：回到当前行最开始

换行（\n）：换到下一行

缓冲区：一段内存块

打印执行完成，显示器没有立即显示

休眠3s期间字符串存在行缓冲区中

刷新行缓冲区：换行或者程序退出

fflush刷新缓冲区可以直接打印出来

• 换行

• fflush刷新

9.2.倒计时

通过回车让光标回到最开始，输出倒计时

回车不支持数据刷新，需手动刷新缓冲区

最后换行刷新命令行，防止被命令行覆盖

优化：

显示器是字符设备，只认识字符

12345：'1''2''3''4''5'

%d：将内存中的数据转化为字符

打印时第二位的0不会消失（10 90 80 ... 00）

可以在d前面加2，设置位宽

可以在2前面加-，让最后的0输出在左边

9.3.进度条

• Makefile

• process.h

• process.c

• main.c

实验现象

解耦设计

十、版本控制器Git

10.1.版本控制

在企业级开发场景中，团队协作是关键，多个开发者参与一个项目时

必须借助集中式管理工具整合各方代码，来管理这些不同版本的文件

场景举例

同学A向老师提交实验报告，每次修改的版本都比前面差

多次修改后，老师要最初的版本，但学生A无法找回原件

同学B吸取A的教训，每次修改都将前一个版本进行备份

同学B的做法就叫作版本控制

同学B切换到先前版本叫回退

同学B回退备份的过程用工具自动化完成，这个工具叫版本控制器

老师：项目经理

同学：程序员

同学B在自己的D盘中建了一个data目录

将其他同学的文件添加进目录进行管理

那么所有同学的文件夹集合就叫做仓库

同学B的电脑只能自己访问，其他同学无法访问，所以他

买了一个配置高的云服务器，并且开发了一款客户端软件

在客户端中查看当前用户任意版本的实验报告，但同学们上传文件到云服务器需要网络

如果没有网络，就需要写一个应用程序，让每个同学都能在本地自动管理实验报告列表

每个同学的文件夹集合叫就做本地仓库

10.2.数据安全与协作开发

数据安全

本地仓库推送远端云服务器

每个用户要建立不同的仓库

本地允许用户新建多个仓库

支持多个仓库同时推送到自己的账户

登录注册给每一个用户提供一个目录

git && gitee && github

git：版本控制器软件，图中的xxx.exe，在客户端操作

gitee/github：基于git的网站或者平台，在服务端操作

可以云服务器端实现推送操作，实现数据同步

git既是一个客户端client也是一个服务器server

去中心化分布式的版本控制原则

协作开发

10.3.Git的历史

开源分布式版本控制器

Linus需要一款多人管理Linux操作系统各种版本的软件，支持代码提交后的版本发布与管理

Bitkeeper免费给Linux社区使用它的版本控制器，社区中有工程师尝试破解，所以Bitkeeper

停止与Linux社区合作，于是Linus自己编写了一款版本控制器软件，并且开源，命名为Git

10.4.Git的操作

新建仓库

复制项目链接

git clone 项目链接：将远端仓库拉取到本地仓库

.git：隐藏的本地仓库

README：软件说明书（en：英文版本）

git在提交的时候，只会提交数据变化的部分

将变化的信息存放在.git目录的objects文件中

当前工作区：.git所在的目录

git add：把文件添加到.git的暂存区

git commit：将暂存区的文件提交到本地git仓库，提交日志信息

git log：查看git仓库信息

git push：远端仓库的提交，同步本地与远端的仓库

.gitignore文件：避免特定类型的文件提交到仓库

git版本管理只管理源文件和头文件

被忽略的文件完全不受git版本控制

即使修改也不会被记录

Windows端操作

克隆：clone

将gitee远端仓库代码拉到windows平台的本地仓库

在windows端更改文件数据

提交：add+commit

推送：push

当前直接在Linux端更改数据，推送时会被拒绝

需要pull，将Linux本地的数据与远端的数据同步

（注：如果没有pull就修改文件内容，Linux端需要打开冲突文件，手动删去冲突符号）

再在windows端修改文件，推送时也会发生冲突，需要pull，将本地数据与远端数据同步

（注：windows系统会自动删除冲突符号）

远端仓库相比较任何人，都是最新的，冲突是提醒本地用户要和远端仓库进行同步

十一、调试器gdb/cgdb

11.1.软件发布方式

debug模式：开发

release模式：测试、上线

Linux编译好的代码无法进行调试

gcc/g++默认为release工作模式

-g：在最终的可执行程序添加调试信息

因为多了debug内容，所以文件变大

• Makefile

11.2.cgdb命令

cgbd 文件名：开始调试

list/l：显示源代码，从上次位置开始，每次列出10行

list/l 函数名：列出指定函数的源码

list/l 文件名:行号：从第一行显示，回车显示所有行

run/r：从程序开始连续执行到断点位置

continue/c：从当前位置连续执行程序

break/b [文件名:]行号：在指定行号设置断点

b 函数名：在函数开头设置断点

info b：查看当前所有断点信息

delete/d：删除所有断点

d 断点编号：删除序号为n的断点

next/n：逐过程执行程序

step/s：逐语句执行程序，可以进入函数内部

finish：执行到当前函数返回，然后停止

bt：查看当前执行栈的各级函数调用以及参数

每调用一次函数，会在main函数上面创建一个函数栈帧

objdump：查看反汇编

函数体中会将返回值写入寄存器，每次调用都会mov函数内部栈上的一个临时变量

p 变量：打印指定变量的值

disable 断点编号：禁用断点

enable 断点编号：使能断点

until 行号：执行到指定行号

display 变量名：查看上下文数据

undisplay 编号：关闭常显示

quit：退出调试

调试的本质：找到问题，找到问题的命令

断点的本质：把代码进行块级别的划分，以块为单位进行快速定位区域

11.3.调试技巧

watch

执行监视一个表达式的值

一些变量不应该修改，怀疑是它的修改导致了问题

通过watch观察，如果该值发生变化，会主动通知

set var

更改变量值

设置条件断点

• b 行号 条件

给不存在的断点设置条件

• condition 行号 条件

给已经存在的断点设置条件

ESC：从gdb屏切换代码屏

i：从代码屏切换gdb屏