1.Linux下常用的开发工具

1.1Linux下程序开发利器-VIM

1.1.1程序开发常用IDE

(1)常见的IDE（Integrated Development Environment ）集成开发环境

• visual studio
• IntelliJ IDEA
• Code::Blocks

(2)IDE的组成

• 编辑工具：类似文本编辑器，编辑出源码文本
• 编译、链接工具：把一个源程序编译构建成为一个可执行程序
• 调试工具：能对执行程序进行源码或汇编级调试 软件工程
• 管理工具：用于协助多人开发或大型软件项目的管理，如 make、CVS、Subvision、git

(3)Linux下各部分的分解

• 编辑工具：Vim
• 编译工具：gcc
• 调试工具：gdb
• 软件工程管理工具：makefile  git

1.2vim

• Vim是从vi发展出来的一个文本编辑器
• 与Emacs并列，是类Unix系统用户最喜欢的编辑器
• 在开放源代码方式下发行的自由软件

1.2.1使用

1.2.3程序的构建

• 预处理：对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析
• 编译：就是把C/C++代码“翻译”成汇编代码
• 汇编：将第二步输出的汇编代码翻译成符合一定格式的机器代码，生成通常以.o为后缀的目标文件
• 链接：将上步生成的目标文件和系统库的目标文件和库文件链接起来，最终生成了可以在特定平台运行的可执行文件

1.2.4make的运行

1.2.5准备工作

包含多个源文件的项目的编译链接过程

1.3gcc

1.3.1定义与用法

• GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套装）
  • 是一套由GNU开发的编程语言编译器。它是一套以GPL及LGPL许可证所发布的自由软件，也是GNU计划的关键部分，亦是自由的类Unix及苹果电脑Mac OS X 操作系统的标准编译器
  • 支持C/C++、java、go等语言
• 用法： gcc [option] filename [ -l libname]

1.4makefile工作原理

1.4.1简介

• make和makefile简介
  • makefile是一个配置文件，可以对程序编译进行管理，其优点是：
    • 避免复杂命令行编译语句
    • 减少编译所需时间
    • 让编译自动运行
  • make是解释makefile文件中指令的命令工具
• make 是什么
  • make是一种自动化工程管理工具。
• Makefile 是什么
  • 配合 make，用于描述构建工程过程中所管理的对象以及如何构造工程的过程。
• make 如何找到 Makefile
  • 隐式查找：当前目录下按顺序找寻文件名为“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件
  • 显式查找：-f

1.4.2多文件的自动编译

1.4.3MakeFile 的构成

• Makefile 由一条或者多条规则（rule）组成
• 每条规则由三要素构成
  • target：目标，可以是 obj 文件也可以是可执行文件
  • prerequisites: 生成 target 所需要的依赖
  • command：为了生成 target 需要执行的命令，可以有多条

• Makefile 中的其他元素介绍

• 注释:  行注释，以“#”开头

1.4.3Makefile的规则格式

1.4.4makefile的操作规则

• 如果工程没有编译过，所有的C文件都要编译并被链接。
• 如果工程的某几个文件被修改，只需要编译被修改的这几个文件，并重新链接目标程序
• 如果工程的头文件被修改了，那么所有包含此头文件的源文件都要重新编译，并重新连接目标程序

1.4.5使用变量

• makefile中可以使用变量
• 变量类似于C语言的宏，但值可修改
• 变量名大小写敏感
• 变量名不应该包含:#=或空格
• 变量使用时用$(var)形式

• 环境变量

• 自动化变量

• 预定义变量

1.5C语言常见错误

1.5.1C语法错误

• 错误信息∶文件source.c中第n行有语法错误(syntex errror)
• 有些情况下，一个很简单的语法错误，gcc会给出一大堆错误。如： line 1: syntax error: unexpected “(”

1.5.2头文件错误

• 错误信息∶找不到头文件head.h(Can not find include file head.h)。
• 这类错误是源代码文件中的包含头文件有问题，可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也可能是错误地使用了双引号和尖括号。

1.5.3档案库错误

• 错误信息∶链接程序找不到所需的函数库（ld: -lm: No such file or directory )。
• 这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误，可能的原因是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等，检查的方法是使用find命令在可能的目录中寻找相应的函数库名，确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。

1.5.4未定义符号

• 错误信息∶有未定义的符号(Undefined symbol)。
• 这类错误是在链接过程中出现的，可能有两种原因∶一是使用者自己定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、连接，或者干脆还没有定义，这需要使用者根据实际情况修改源程序，给出全局变量或者函数的定义体；二是未定义的符号是一个标准的库函数，在源程序中使用了该库函数，而连接过程中还没有给定相应的函数库的名称，或者是该档案库的目录名称有问题，这时需要使用档案库维护命令ar检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中，确定之后，修改gcc连接选项中的-l和-L项。

1.6编码中的调试技巧

1.6.1日志

• 使用printf输出到终端或者使用fprintf输出到文件

• 

• 优点：简单，不用借助其他工具

• 缺点：性能不是很好，效果有时不理想

• 插入的位置、粒度等都需要调试者去权衡，如果插入过多，则频繁的IO操作会使程序运行变慢，线程行为改变，有些bug甚至不会再出现

• 系统调用syslog  （man syslog）

• 自行封装

• 

• 第三方日志库  zlog  、log4c

1.6.2断言

宏的形式（assert(expression)）定义在<assert.h>文件中。     assert 将通过检查表达式 expression 的值来决定是否需要终止执行程序。也就是说，如果表达式 expression 的值为假（即为 0），那么它将首先向标准错误流 stderr 打印一条出错信息，然后再通过调用 abort 函数终止程序运行；否则，assert 无任何作用。

1.6.3内存错误

• 从OS角度看内存错误的原因
  • 访问不存在的内存地址
  • 访问系统保护的内存地址
  • 访问只读的内存地址
  • 栈溢出
• 从码农角度看内存错误的原因
  • 内存分配未成功却使用
  • 内存分配成功未初始化就使用
  • 内存的操作越界，如数组越界
  • 释放了内存却继续使用

1.6.4GDB调试的基本命令

• list：显示源码
• Break num 设置断点
• Run 运行可执行文档
• Next： 单步执行 不进入函数
• Step：单步执行（进入函数）
• Bt：显示调用栈
• Info register eip显示某寄存器内容

2.shell命令及脚本

2.1shell及shell脚本的作用

2.1.1Shell简介

• Shell是用户与系统 沟通的桥梁
• 一种脚本编程语言
  • 包含变量、循环、函数等常见编程语言的元素
  • 通过解释器读入程序的代码，解释执行，无需编译
• 命令解释器
  • Shell提供了用户与操作系统交互所需的交互界面
  • 能够解释执行shell脚本编写的程序
• Shell的种类
  • 不止一种shell解释器
  • /bin/sh (已经被/bin/bash 所取代)
  • /bin/bash (Linux 预设 shell) /bin/ksh (Kornshell 由 AT&T Bell lab.开发，兼容 bash)
  • /bin/zsh (基于ksh 开发，功能更强的 shell)
  • /bin/csh (已经被/bin/tcsh 所取代)
  • /bin/tcsh (整合 C Shell ，提供更多的功能)
• 如何看自己目前的shell?
  • echo $SHELL（查看当前运行的Shell）
  • cat /etc/shells（查看系统支持的Shell）
  • /etc/shells文件登记了本系统上合法的shell解释器
• Shell的选择
  • FreeBSD default shell ->csh/tcsh     Linux default shell->sh/bash
  • 此讲以bash为主

2.1.2Shell脚本编程优点

• 简单性
  • Shell作为一个高级脚本语言，可以简单地表达复杂的操作
• 可移植性
  • 基于POSIX(Portable Operating System Interface)标准所定义的功能开发，脚本无需修改就可以在不同的Linux发行版上运行
• 开发相对容易 可以在短时间内开发出功能强大的脚本工具

2.1.3如何使用命令帮助

• 只记得部分命令关键字：man -k；
• 某个命令的简要说明：whatis；
• 某个命令的详细介绍：info；
• 查看命令的位置：which；
• 命令的具体参数及使用方法：man

2.2Linux Shell基础知识

2.2.1Linux目录结构

• /                  根目录，一般根目录下只存放目录,不存放文件
• /home        系统默认的用户宿主目录
• /usr/bin      该目录为命令文件目录，也称为二进制目录
• /usr/sbin 放置系统管理员使用的可执行命令
• /etc      系统配置文件的所在地，一些服务器的配置文件也在这里；
• /var      经常变动的目录，/var下有/var/log 是用来存放系统日志的目录
• /tmp       临时文件目录，有时用户运行程序的时候，会产生临时文件
• /dev       设备文件存储目录，比如声卡、磁盘… …

2.2.2绝对/相对路径

• 绝对路径：一定由根目录  / 写起

  • 写shell最好用绝对路径

  • 如何查绝对路径：which command? pwd

• 相对路径：不是由 / 写起，指相对于当前工作目录的路径 .

  • #当前目录 ..

  • #上一层目录 ~

  • #home目录

2.2.3命令

• 单一指令

  • ls

  • ps –aux

  • netstat –an

• 连续指令

  • mkdir /backup;cp /.* /backup/; ls

• 条件指令

  • 逻辑与(&&)    grep google sampleCom.txt && more sampleCom.txt

  • 逻辑或(||)   cc prog.c|| echo ‘compile error’

• 内建命令

  • 是由shell本身所执行的命令

  • 解析内建命令shell不需要创建子进程

  • 比如：exit，history，cd，echo等

• 外部命令

  • 在bash之外额外安装的，通常放在/bin，/usr/bin，/sbin，/usr/sbin……等等，比如：ls、vi等。

  • 存在于文件系统中某个目录下的单独的程序

• 如何辨别内建命令和外部命令？

  • 使用type可以查看是否是内建命令

2.2.4命令补全

• 输入目录名或文件名或命令名的开头部分，Linux根据输入的字母自动补全剩余部分。
• 方法： 按tab键

2.3Shell中的特殊符号

2.3.1特殊字符

• 一般通配符
• 引号
• 输入/输出重定向
• 注释、管道操作符、作业管理符号

2.3.2一般通配符

• 星号（*）     匹配任意字符的出现。
• 问号（?）      匹配任意一个字符。
• 方括号（[ ]）       匹配括号内所限定的任何一个字符

2.3.3引号

shell提供了一系列字符来消除特殊字符的特殊含义。     例如：<   >   “   ‘   $   ?   &   |   \   *

• 1.双引号 双引号中，除 $ 、 ’ 、 \
  • 这三个以外的任意元字符都是普通字符。
  • 双引号保留空白字符（空格、制表符、换行符）
  • 无法消除双引号自身的特殊含义
• 单引号
  • 一对单引号中除单引号自身以外的任何字符按该字符字面解释。
  • 用反斜杠消除单引号的特殊含义
  • 单引号也同样保留空白符。
  • 比较：echo  “`pwd`”和echo ‘`pwd`’            echo “$HOME”和echo ‘$HOME’
• 倒引号
  • 也称为命令替换符
  • 将命令的输出插入到命令行的相应位置上。

2.3.4反斜线

• 反斜线是转义字符，它能把特殊字符变成普通字符。在某个字符前面利用反斜杠（\）能够阻止shell把后面的字符解释为特殊字符。
• 例4：   [Ubuntu@ubuntu]echo  “Filename  is  N0\$\*” Filename  is  N0$*
• 注意：在单引号括起来的字符串中，反斜线也成为普通字符，而失去转义字符功能。

2.3.5注释

• shell将#看作注释符号，忽略#后的字符
• 说明 shell脚本中第一行：     #!/bin/bash     表示后面所跟的字符串是所使用shell的绝对路径。

2.3.6输入/输出重定向

• 输出重定向
  • >  ： 输出重定向
  • >> ：将命令执行结果追加到指定的文件中
  • 举例：
    • # ls ./ > result.txt
    • #资料夹中的子资料夹存到 result.txt中
    • # echo “appending text”>> result.txt
    • #追加appending text到result.txt中
• 输入重定向
  • <:从文件到命令
    • WC [选项] [文件名]
    • -c  统计字节数
    • -w  统计单词数
    • -l    统计行数

2.3.7管道

• 管道：
  • 改变标准输入的源或者是标准输出的目的地
  • command1 | command2
  • 举例
    • # ls |wc –w                             #计算字数
    • # cat /etc/passwd | sort        #将/etc/passwd排序
    • # history | less                      #查看history中的历史

2.3.8作业管理符号

• 后台服务符号“&” ：
  • 使Shell在后台执行该任务，用户可以立即看到一个提示符，并继续其它工作。
  • command &
  • 举例
    • #d & e & f   #在后台执行任务d和e，而在前台执行任务f
    • #（a , b）& c & #在后台先后执行命令a和b，与此同时还在后台执行c。这里注意任务a和b是相继启动的，而不是同时运行的
• jobs:列出作业
  • 内置命令jobs将列出所有后台作业。
• 挂起作业：
  • 按下挂起键（通常是CONTROL+Z）会立即挂起前台的作业，并显示一条包含Stopped的消息
  • 举例
    • [2]+ Stopped find /usr –name ace  -print >findout
• bg：
  • 将作业移到后台运行     将一个前台作业转移到后台执行之前，必须首先按下挂起键将作业挂起（暂时停止运行），然后使用内置命令bg将该任务放在后台继续执行
  • 举例
    • $bg [2]+ find /usr –name ace  -print >findout &

2.4linux的基本命令

2.4.1linux基本命令

1. echo  可待双引号或不带双引号，双引号可进行特殊字符 参数  -n  不换行    -e  解析输出内容中的转义字符  \a  \t  \n  \c
2. Read  从键盘读入信息赋给变量 遇到回车或文件结束符为止 例子  read  name   surname   回车   输入John   tom    则 name 为 john   surname 为tom
3. Cat 用来显示文件内容或控制字符

2.4.2输入输出重定向

1. 标准输入文件 STDIN 代号0
2. 标准输出文件STDOUT  代号1
3. 标准错误输出文件 STDERR 代号为2
4. 输入输出重定向  <     <<     >    >>

2.4.3管道命令    |    ls | grep file

1. sort 对不同的数据类型进行排序   参数  -u -r   -n    例子：num.txt
2. Split  进行文件分割   spilt -2 num.txt ff

2.4.4系统管理命令

1. 目录操作命令  pwd、cd 、 ls、 mkdir、rmdir
2. 文件操作命令  touch、file、 cp、rm、mv、find、grep、tar、ln

2.4.5权限管理命令

1. 用户  /etc/passwd     /etc/shadow 文件   useradd、userdel、passwd、
2. 用户组：查看文件/etc/group   /etc/gshadow   、groupadd、groupdel
3. 文件权限归属：chmod、chown、chgrp
4. 用户切换  su、sudo、login

2.4.6作业管理

&、 bg、fg

2.4.7关闭系统

exit、reboot、init 0、shutdown、halt、poweroff