Linux开发工具:yum、vim、gcc/g++、makefile-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Linux开发工具:yum、vim、gcc/g++、makefile。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一. Linux软件包管理器-yum使用

1. Linux 安装软件的方式

在 Linux 下安装软件一共有三种方式:

源代码安装
有很多开源软件的源代码会被作者放在Github/Gitee 等网站上, 可以将这些源代码下载在本地.通过直接在本地将这些源代码进行编译链接生成可执行程序.
在嵌入式编程中, 经常用到交叉编译来处理不同平台的适配性.
rpm包直接安装
Linux 下的安装包, 需要用到 rpm 命令进行安装, 同时需要自己解决软件依赖的环境.
yum/apt-get
在 Centos 下的下载指令是 yum , Ubuntu 下的下载指令是 apt-get
yum 是工具/指令/程序安装, 是 Linux 预装指令, 搜索,下载和安装对应软件.

2. yum 三板斧

yum 相当于手机上的应用软件市场, 只要是 yum 的远端服务器上面有的软件, 都可以通过 yum 指令进行安装.

在使用 yum 之前, 如果是虚拟机, 需要将对应的 yum 源进行修改. 默认是官方源, 由于某些原因, 下载速度极慢.
国内有很多优秀的源, 例如阿里云源, 清华源, 中科大源等等.
源文件的路径为 /etc/apt/sources.list, 在网上查找相关源的地址, 将原来的文件进行备份后, 进行替换, 随后 update 即可.

确保机器联网, 并且用户为 root 或者用户可以使用 sudo

yum list

yum list 查看软件列表
可以查看可通过 yum 下载的所有软件的列表
yum list | grep [软件名] 可以查找相关的软件

比如输入 yum list | grep sl 得到以下结果
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yum install

yum install [软件名] 可以下载并安装指定软件, 可添加 -y 忽视确认, 安装前会评估安装包大小, 判断硬盘是否有足够大小

注意:要在 root 下下载, 或者 sudo 下载

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提示完毕, 安装完毕.

直接运行 sl, 可以看到有个小火车运行出来了

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yum remove

通过 yum remove 可以卸载已经安装的软件

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二. Linux编辑器-vim使用

vim 是多模式的编辑器, 本身只是一个记事本, 不能进行编译链接.

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1. vim 的基本概念

vim 有很多模式, 常用到的有三种: 命令模式(command mode), 插入模式(insert mode) 和底行模式(last line mode), 各模式的区分如下:
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通过 vim 打开一个文件, 默认进入命令模式, 可以按照以下方式进行模式间的转换.
注意: 插入模式不能直接进入底行模式, 底行模式不能直接进入插入模式
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2. vim 的基本操作

下面简单展示以下用 vim 写一个 c程序的流程

首先 touch test.c 创建一个c源文件
vim test.c 使用 vim 打开这个文件
进入默认是命令模式, 可以移动光标, 但是不可以输入

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键盘按 i 可以进入插入模式, 随后将 c程序的代码进行输入
要想保存该文件, 需要进入底行模式, 按 [ESC] 先进入命令模式, 随后 [shift + ; + wq] 保存并退出

这就是使用 vim 的基本操作.

3. vim 的命令模式命令集

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按键	操作
移动光标
`[h]`, `[j]`, `[k]`, `[l]`	分别控制光标左, 下, 上, 右移一格
`[G]`(shift + g)	移动到文本的最后
`[gg]`	移动到文本的开始
`[nG]`(n + shift + g)	移动到文本第n行
`[^]`(shift + 6)	移动到光标所在行的"行尾"
`[$]`(shift + 4)	移动到光标所在行的"行首"
`[w]`	光标跳到下一个字的开头
`[b]`	光标跳到上一个字的开头
复制
`[yw]`	光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区
`[nyw]`	复制 n 个字符到缓冲区
`[yy]`	复制光标所在行到缓冲区
`[nyy]`	复制从改行往下数 n 个行到缓冲区
`[p]`	将缓冲区内的字符粘贴到光标所在位置. 注意所有的`y`有关的指令都必须与`p`配合才能完成复制与粘贴功能
`[np]`	将缓冲区内的字符粘贴 n 次
删除
`[x]`	删除光标所在位置的一个字符
`[nx]`	删除光标所在位置开始后面 n 个字符
`[X]`	删除光标所在位置前面一个字符
`[nX]`	删除光标所在位置前面 n 个字符
`[dd]`	删除光标所在行
`[ndd]`	从光标开始删除 n 行
替换
`[r]`	替换光标所在的字符
`[R]`(shift+r)	替换光标所到之处的字符, 直到按下 [ESC] 为止
`[~]`(shift + `)	光标所在字符转换大小写; A->a, a->A
撤销
`[u]`	回到上一命令, 可以多次撤销
`[ctrl + r]`	撤销恢复
查找
`[#]`(shift + 3)	查找光标所在单词, 按 n 可以跳转到下一个

4. vim 底行模式命令集

在使用底行模式之前, 确保自己已经按 [ESC] 进入命令模式, 再按 [:] 即可进入底行模式

按键	操作
`[set nu]`	列出行号
`[n]`	跳转到第 n 行
`[/关键字]`	从光标开始向后查找关键字, 按 n 往后寻找
`[?关键字]`	从光标开始向前查找关键字, 按 n 往前寻找
`[w]`	保存文件
`[q]`	退出vim, 无法离开可 `[q!]`强制退出
`[wq]`	退出并保存文件
`[!command]`	在bash命令行输入 command
`[vs filename]`	分割窗口打开 filename , `[ctrl + w + h/j/k/l]` 可移动至某个窗口

三. Linux编译器-gcc/g++使用

1. 快速使用

在 Linux 下, 使用 gcc/g++ 编译 C/C++ 程序
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默认生成 a.out 文件, 可通过 -o 选项生成指定程序文件名, 与 -o 紧邻的是生成的可执行程序文件名

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2. 程序翻译过程

程序翻译就是把高级语言翻译成二进制的过程

计算机语言大致是如下演绎过程
机器语言(二进制)->汇编语言->高级语言(C/C++/Python/Java)…

要将高级语言翻译成二进制, 就需要先翻译成汇编语言, 再将汇编语言翻译成二进制.

翻译一个C程序主要有四个步骤: 预处理, 编译, 汇编, 链接.

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预处理

gcc -E test.c -o test.i

-E: 进行程序翻译, 到预处理阶段结束停止.预处理后生成的文件还是C源文件

预处理阶段主要做四件事:

头文件展开
去注释
宏替换
条件编译

这里我创建了一个 test.c 来进行程序翻译过程
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头文件展开

预处理后, 打开 test.i , 发现程序多了800行
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多出来的就是 <stdio.h> 文件里的内容, 该文件存放在 /usr/include/stdio.h:
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头文件展开就是将该文件拷贝到对应源文件中, 源程序中要用到的printf的函数声明就在该头文件中:
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刨去头文件展开造成的差异, 继续到文件末, 检查有何不同.

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去注释
经过预处理阶段, 所有的注释都被去除了
宏替换
定义的宏 #define N 100, 预处理后, N 被直接替换成了 100
条件编译
由于定义了宏 VERSION1, 最终只保留了 printf("VERSION1\n");

可使用 -D 选项, 在翻译阶段指定宏
将源文件的 #define VERSION1 1 删去, 进行如下预处理
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此时 test.i 只保留了 printf("VERSION2\n");

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条件编译的本质是可以通过给编译器不同宏值达到动态裁减

例如 Visual Studio 有很多版本
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那么是如何维护这些不同版本的代码呢?
本质上只有一份代码, 采用了类似条件编译的策略, 社区版就将专业版的代码进行裁减, 实现同一份代码对软件的多版本维护.

更多有关预处理的内容, 可见我之前的博客C语言程序环境及预处理

编译

gcc -S test.i -o test.s
-S: 开始程序翻译, 编译阶段做完就停止.编译后生成的文件内容是汇编代码

打开 test.s, 都是助记符的格式

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汇编

gcc -c test.s -o test.o
-c: 开始程序翻译, 汇编阶段做完就停止. 汇编后生成的文件是可重定位目标文件(.obj), 不可以执行

此时文件是二进制文件了, 但是没有符号重定位以及位段合并.
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给该文件添加执行权限后, 仍然是运行不了

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链接

预处理阶段有头文件展开的行为, 但是展开的只是头文件, 只有库函数声明, 没有库函数实现, 这就是为什么汇编后的文件不能执行的原因.

链接就是将.o文件与C标准库实现进行关联.

gcc -o test test.o
最后生成可执行文件

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3. 函数库

头文件展开的时候, 之后库函数声明被拷贝到源文件中, 但是其函数定义却没有被拷贝进来.
程序翻译阶段最后一步链接, 就是让程序能找到这些库函数在库文件中的定义.

lld 命令可以看到可执行程序依赖的库文件, 不仅是自己写的程序, Linux 的指令也有依赖的库文件. 下面的 libc.so.6 就是动态库名称.
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动态库和静态库

库文件分为两种: 动态库和静态库
动态库: .so(Linux) .dll(Windows)
静态库: .a(Linux) .lib(Windows)

Linux 系统默认已经提供了C语言的头文件和动态库文件
头文件在 /usr/include
库文件在 /lib64

上面看到的C标准库文件就在 /lib64 中, 这是动态库的文件
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Linux默认不提供静态库文件, 若需要安装C/C++静态库库文件, 需要执行以下代码
sudo yum install glibc-static libstdc++-static

动态链接和静态链接

链接方式	操作	优点	缺点
动态链接	并不把代码实现拷贝到可执行程序中, 形成符号与动态库中实现进行链接, 是关联.	节省资源(磁盘,网络,内存资源)	对库的依赖性较强, 一旦库丢失, 所有使用这个库的程序都无法运行
静态链接	直接将库函数代码拷贝到可执行程序, 代码和库实现都要家再到内存中, 是拷贝	不依赖库, 同类型平台都可以使用运行	可执行程序体积比较大, 比较浪费资源

gcc/g++ 默认使用动态链接, 可以通过file指令, 查看可执行程序的文件属性进行验证

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-static 选项可以在链接阶段进行静态链接
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可以看到, 静态链接生成的可执行文件与动态链接形成的可执行文件相比, 体积大了不少

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四. Linux项目自动化构建工具-make/makefile

在面对大型项目的时候, 就有了自动化构建进行编译的需求, 假设一个项目中有100个 .c 文件, 不可能手动进行 gcc 命令, 一个一个生成 .o 文件, 再进行链接. 这样子极其容易出错.

在 VisualStudio, 这样的操作一个按钮就可以实现, Linux 提供了 make 命令进行自动化构建.

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.

1. 认识 make 和 makefile

make 是命令, makefile 是命令依赖的文件, 文件内容是依赖关系和依赖方法.

语法规则如下:

target...:prerequisites...
  command 
  ...

target 是目标文件, 可以是 .o , .s, .i; 也可以是最终生成的可执行文件名; 还可以是伪目标(涉及项目文件清理需要用到)
prerequisites: 要生成 target 所需要的文件或者目标
command: make需要生成的命令, 通过 command 通过 prerequisites 生成 target. 注意换行前需要加[TAB]

假设现在只有一个源文件 test.c, 那么最简单的 makefile 如下:

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在 bash 使用 make 命令即可生成 test 可执行文件
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现在来完善一下 makefile, 解释源文件推荐先生成.o文件, 再进行链接
同时, 可以添加 clean 伪目标文件, 实现项目的快速清理

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make 命令默认生成第一个目标文件

所以上面默认生成了 test 目标文件
需要生成 clean 伪目标时就需要显式指定 make clean

2. makefile 语法补充和工作原理

这里给一个稍微复杂一点的项目: 该项目拥有一个头文件和两个源文件

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makefile 需要这样写:
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`$@` 和 `$^`

$@: 目标文件
$^: 源文件
只可以在生成最后可执行文件的时候这样写.

工作原理

推导依赖关系, 逆向执行依赖方法

只输入 make 指令

make 会在当前目录下找名字叫 Makefile 或 makefile 的文件
如果找到, 它会找文件第一个目标文件, 在上述例子中, 他会找到test 这个文件, 并把 test 作为最终的目标文件爱你.
如果 test 文件不存在 或者 test 所依赖的后面的 .o 文件修改时间要比test 这个文件新, 那么就会执行依赖方法.
如果后面的 .o 不存在或者其依赖的文件列表修改时间要比目标文件要新, 执行该依赖方法.
直至找到源文件或者没找到报错, 从下往上执行依赖方法. 有点像堆栈的过程.