Linux开发工具入门：零基础到熟练使用（二）

目录

• Linux编译器-gcc/g++使用
• • [1. 背景知识](#1. 背景知识)
  • [2. gcc如何完成](#2. gcc如何完成)
  • • 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）
    • 在这里涉及到一个重要的概念:函数库
    • 函数库一般分为静态库和动态库两种。
    • gcc选项
    • gcc选项记忆
• Linux调试器-gdb使用
• • [1. 背景](#1. 背景)
  • [2. 开始使用](#2. 开始使用)
  • [3. 理解](#3. 理解)
• Linux项目自动化构建工具-make/Makefile
• • 背景
  • • 理解
  • 实例代码
  • 依赖关系
  • 依赖方法
  • 原理
  • 项目清理
• Linux第一个小程序－进度条
• • **\r&&\n**
  • 行缓冲区概念
  • 进度条代码
• [使用 git 命令行](#使用 git 命令行)
• • [安装 git](#安装 git)
  • [使用 Github 创建项目](#使用 Github 创建项目)
  • • 注册账号
  • 创建项目
  • 下载项目到本地
  • [三板斧第一招: git add](#三板斧第一招: git add)
  • [三板斧第二招: git commit](#三板斧第二招: git commit)
  • [三板斧第三招: git push](#三板斧第三招: git push)

Linux编译器-gcc/g++使用

1. 背景知识

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. 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

在这里涉及到一个重要的概念: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。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。

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调试器-gdb使用

1. 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

2. 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：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
• 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

3. 理解

• 和windows IDE对应例子

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。

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 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

.PHONY:clean
clean:
 rm -f hello.i hello.s hello.o hello

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

\r&&\n

• 回车概念
• 换行概念
• 老式打字机的例子

行缓冲区概念

什么现象？

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

什么现象？？

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

什么现象？？？

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

进度条代码

#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{
 int i = 0;
 char bar[102];
 memset(bar, 0 ,sizeof(bar));
 const char *lable="|/-\\";
 while(i <= 100 ){
 printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, i, lable[i%4]);
 fflush(stdout);
 bar[i++] = '#';
 usleep(10000);
 }
 printf("\n");
 return 0;
}

使用 git 命令行

安装 git

yum install git

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
   
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.

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
   

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

同步到远端服务器上

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