linux基础 | 青训营笔记

何顾
95 阅读8分钟

linux simple command

  • ls可以使用ls+选项+路径

    ls -l -a -h /home
ls -lah home
alias ls="ls -ahl --color=auto"	# 使用alias自定义命令

  • mkdir创建多层目录-p,和多个目录

    mkdir -p a/b/c
tree a/	# 递归查看(需要安装)
mkdir a/ b/ c/

  • touch创建文件

    touch a.txt
touch path/a.txt
touch -m a.txt	# 更新一下修改时间

  • rm删除目录和文件

    rm [-rf] path/a.txt	# r:recursive   f:force
rm -rf path/folder
rm *.txt # 删除所有的txt文件

  • cp复制文件或文件夹到指定路径

    cp /home/a.txt /home
cp -r /home /home/folder

  • mv(rename)移动和重命名

    mv a.txt b.txt
mv a.txt /home/a.txt

  • man/help获取命令手册(Q退出)

    man ls

  • reboot重启和shutdown关机

    reboot
shutdown -h now	# 立即关闭

  • vim简单使用

    vim a.txt
i -> esc -> :w -> :q(:wq)(:q!)	# i：insert，esc：退出insert，:w：保存改写内容，:q：退出，:q!强制退出
:set nq # 设置显示行号

  • 路径 开头不加/指的是相对路径，加/指的是绝对路径

  • crtl+l清屏

gcc and cmake apt

  1. 安装gcc，gdb

    sudo apt update		# 更新安装软件包来源，安装每个软件前需要执行
sudo apt install build-essential gdb	#	安装编译器和调试器

    检测是否安装成功，查看版本号

    gcc --version
g++ --version
gdb --version

  2. 安装cmake

    sudo apt install cmake
cmake --version

  3. 安装时可能会遇到一些问题

    # linux下载软件安装包时没有镜像下载慢，若异常退出下载则下次使用缓存会上锁
sudo rm /var/lib/dpkg/lock-frontend
sudo rm /var/cache/apt/archives/lock
sudo rm /var/lib/dpkg/lock

GCC编译器编译c/c++

  1. 使用gcc编译c，g++编译c++

  2. 编译过程

    • 预处理pre-processing

      g++ -E a.cpp -o a.i	#	-E对输入文件预处理，生成.i文件

    • 编译compiling

      g++ -S a.i -o a.s	# -S指产生汇编文件.s后停止编译

    • 汇编assembling

      g++ -c a.s -o a.o	# -c(小写)生成机器语言文件.o

    • 链接linking

      g++ a.o -o a	# -o为产生的可执行文件指定文件名(bin文件)

​ 整个过程完全等同于g++ a.cpp -o a

  1. g++编译参数

    • -g 编译带调试信息的可执行文件（告诉GCC产生能被GNU调试器GDB使用的调试信息）

      -O[n] 优化源代码，告诉g++对源代码基本优化，缩减代码量，提高可执行文件的运行效率

      • -O/-O1 默认优化，同时减小代码长度和执行时间
      • -O0 不做优化
      • -O2 -O1的基础上进行额外的调整工作如指令调整（一般使用）
      • -O3 包括循环展开和一些其他处理特性相关的优化
      g++ -g a.cpp -o a	# 产生(带调试信息)的可执行文件a,不加则不带调试信息，方便使用GDB调试
g++ -O2 a.cpp -o a	# 优化源代码输出可执行文件（常用）
time ./a	# 可看到执行文件的执行时间

      [补充]Linux性能分析工具perf

      gcc a.c -g -o a # 用-g使perf可以获取函数信息
sudo perf record -g ./a sleep 10 # 用perf的record命令记录程序运行情况（生成perf.data文件记录运行数据）
perf report -g # 用perf的report命令分析程序运行情况

      -l和-L -l用来指定程序需要链接的库文件，-l参数后紧跟库名，-L指定库文件目录

      # 若库在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib中，用-l
g++ -gglog a.cpp	# 链接glog库
# 若不在三个位置，需要用-L指定库文件目录
g++ -L/path	-ltest a.cpp # 链接path下的test库

      -I 指定头文件的目录，/usr/include不需要指定

      g++ -I/path a.cpp # -I也可以依据当前目录使用相对路径

      -Wall 打印gcc给出的警告信息（常用）

      -w 关闭警告信息

      g++ -Wall a.cpp # 打印警告
g++ -w a.cpp # 关闭警告

      -std=c++11 设置编译标准（重要）

      g++ -std=c++11 a.cpp # 使用c++11标准编译

      -o 指定输出文件名，不加默认为a.out可执行文件（不是文件名的a）

      g++ a.cpp -o a

      -D 定义宏

      # 使用gcc/g++编译时定义宏
# -DDEBUG 定义DEBUG宏，控制文件中DEBUG宏的相关开关
g++ -DDEBUG a.cpp

      #ifdef DEBUG
	printf("1");
#endif
    printf("2");
// 则会执行ifdef

  2. g++命令行编译

    • 直接编译运行

      g++ path/main.cpp path1/b.cpp -Ipathinclude -o a # cpp文件和头文件编译为可执行文件，最常用，main和辅助的cpp只需include .h，include：头文件目录，src：源码目录，main：程序入口

    • 增加参数编译

      g++ main.cpp b.cpp -std=c++11 -O2 -Wall -o a # 编译标准，优化，打印警告，命名

    • 生成库文件并进行编译（静态库会集成到可执行文件中，动态库运行时才会引入）

      • 链接静态库生成可执行文件

        # b.cpp在src下，pathinclude为头文件目录
g++ b.cpp -c -Ipathinclude # 包含头文件，汇编生成b.o文件[src目录]
ar rs libb.a b.o # 归档二进制文件生成静态库libb.a[src目录]
g++ main.cpp -Ipathinclude -Lsrc -lb -o b # 链接生成可执行文件b，头文件地址，库文件目录，库文件，命名

      • 链接动态库生成可执行文件

        g++ b.cpp -Ipathinclude -fPIC -shared -o libb.so # 生成动态库文件libb.so，fpic表示与路径无关，shared表示生成动态库文件
g++ main.cpp -I[pathinclude] -L[src] -l[b] -o b # 链接动态库和头生成可执行文件
# 生成的可执行文件运行时需要加载.so动态库文件
LD_LIBRARY_PATH=[src] ./b # 指定.so文件位置，若在同级目录下可不需要

GDB调试器

GNU Debugger是用来调试c/c++的调试器，可以用来跟踪程序错误，VS code就是调用GDB实现c/c++调试。需要加-g，回车键可以重复上一指令。

GDB主要功能
设置断点（断点可以是条件表达式），使程序在指定的代码行暂停执行
单步执行程序，查看程序中的变量值的变化
动态改变程序的执行环境
分析崩溃程序产生的core程序

  1. 调试常用命令参数

    gdb [exefile] # 进入GDB调试程序
gdb help[h] # 查看帮助
gdb run[r] # 重新开始运行文件run-text:加载文本文件，run-bin:加载二进制文件
gdb break[b]i # 在第i行设置断点
gdb start # 单步执行运行程序，并在第一行停止
gdb list[l] # 查看源代码，list-n:从第n行开始查看代码，list [函数名]查看函数
gdb set # 设置变量的值
gdb next[n] # 单步调试，过程（函数跳过）
gdb step[s] # 单步调试，语句（函数进入）
gdb info[i] # 查看函数内局部变量的数值
gdb info breakpints # 查看断点
gdb finish # 结束当前函数，返回到函数调用点
gdb continue[c] # 继续执行
gdb print[p] i # 打印变量i的值及地址，只打印一遍[display]
gdb quit[q] # 退出GDB

  2. 其他调试参数

    gdb backtrace[bt] # 查看函数的调用栈帧和层级关系
gdb frame[f] # 切换函数的栈帧
gdb info breakpoints # 查看所有断点
gdb delete[d] breakpoints i # 删除第i个的断点？行/个
gdb display # 追踪查看具体变量值，执行中一直打印
gdb undisplay # 取消追踪观察变量
gdb watch # 被设置的断点发生修改时，打印提示
gdb i watch # 显示观察点info watch
gdb enable breakpoints # 启用断点
gdb disable breakpoints # 禁用断点
gdb x # 查看内存x/20xw显示20个单元，16进制，4字节每单元
gdb run argv[1] argv[2] # 调试时命令行传参
gdb set follow-fork-mode child # Makefile项目管理，选择跟踪父子进程fork()

  3. 使用流程

    # -g编译获得可执行文件a
gdb a
run # 运行
break 13 # 在i行设断点
info breakpoints # 查看断点
delete i # 删除第i个断点
r # 用设置的断点运行，遇到断点会停止
list # 查看断点周围代码
print i # 打印变量i的值（一次）
display i # 一直显示变量i的值
continue # 继续下次断点

VS code

  1. 快捷键

    Ctrl+Alt+Shift # linux打开terminal

code . # 用vscode打开当前文件夹

Alt+up/dowm # 将当前代码上移/下移
Ctrl+Shift+P # 打开code命令面板
Ctrl+P # 转到文件/其他常用操作
Ctrl+W # 关闭当前文件
Ctrl+B # 关闭侧边栏
Ctrl+`  #打开终端 
F2 # 变量统一命名
F12 # 转到定义处
Ctrl+Shift+N # 打开新窗口
Ctrl+N # 新建文件
Ctrl+Tab # 文件切换
Ctrl+[/] # 代码行缩进
Ctrl+Enter/[Shift+Enter] # 下插一行，上插一行
Ctrl+H # 查找替换
[Fn]+F11 # 全屏
Ctrl+Shift+I # 格式化代码

CRLF=\r\n # windows下换行
LF=\n # linux下换行

CMake：跨平台的安装编译工具

在工程里额外添加cpp文件时只需添加到cmakelist文件中

  1. 语法特性与常用指令

    # 指令(参数 参数)
# 指令不分大小写，参数中间用空格或分号，变量使用${}方式取值(IF直接变量名){IF(Var)}
set(Var a.cpp) # 设置变量Var指代a.cpp
add_executable(a main.cpp ${Var})=(a main.cpp a.cpp)

    • cmake_minimum_required-指定最小版本要求

      cmake_minimum_required(VERSION 2.8.2) # 最低版本要求

    • project-命名工程、指定使用语言

      project(a Java) # 工程名为a，使用Java语言

    • set-定义变量

      set(Var a.cpp b.cpp) # 定义Var变量

    • include_directories-添加头文件路径=[-i]

      link_directories-添加库文件路径=[-L]

      add_library-生成库文件

      include_directories(/path) # 头文件路径
link_directories(/path /path1) # 链接库文件路径
add_library(a SHARED/STATIC ${Var}) # 通过变量生成动态/静态库

    • add_compile_options-添加编译参数

      add_executable-生成可执行文件

      target_link_libraries-链接动态(shared)库

      add_compile_options(-wall -std=c++ 20 -o2) # 编译参数
add_executable(a a.cpp) # 生成可执行文件
add_link_libraries(a a_lib) # 将动态库a_lib连接到可执行文件a上

    • add_subdirectory-存放文件目录

      aux_source_directory-将目录下的源代码文件列表存储到变量中

      add_subdirectory(scr) # 添加scr子目录，其中一定要有一个CMakeLists.txt文件
aux_source_directory(. Var) # 定义Var变量为当前目录下的所有源代码文件
# 使用场景
add_executable(main ${Var}) # 生成main可执行文件

    • 常用变量

      CMAKE_C_FLAGS-gcc编译选项

      CMAKE_CXX_FLAGS-g++编译选项

      CAMKE_BUILD_TYPE-编译类型

      CMAKE_C/CXX_COMPILER-指定c编译器

      EXECUTABLE_OUTPUT_PATH-可执行文件的输出存放路径

      LIBRARY_OUTPUT_PATH-库文件输出存放路径

      set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CAMKE_CXX_FLAGS} -std=c++20") # g++编译选项后追加-std=c++20
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug) # 变异类型Debug，调试时选择debug
set(CMAKE_BUILD_TYPE Release) # 变异类型Release，发布时选择release

  2. Cmake编译工程

    • 目录结构(顶层目录有CMakeLists.txt文件)编译规则

      1. 源文件同级目录(子)有CMakeLists.txt文件，顶层目录的CMakeLists.txt通过add_subdirectory将子目录添加进来。
      2. 源文件同级目录(子)无CMakeList.txt文件，子目录的编译规则体现在顶层目录的CMakeLists.txt中。

    • 流程

      1. 手动编写CMakeLists.txt，cmake指令
      2. 执行cmake PATH命令生成Makefile，PATH为txt所在目录(. ./为当前目录，.. ../为上级目录)
      3. 执行make命令编译

    • 构建方式

      1. 内部构建：直接读当前目录的CMakeLists.txt，产生很多中间文件，

        cmake . # 当前目录编译CmakeLists.txt生成makefile等中间文件
make # make命令编译

      2. 外部构建(推荐)：在新目录下读上级目录的CMakeLists.txt，中间文件保存在新目录下。

        # 创建并进入新目录
mkdir newbulid
cd newbulid 
# 编译
cmake .. # 编译上级目录中的CMakeList.txt，生成makefile和其他文件在newbuild中
make

    • 编译示例

      CMakeLists.txt(vs code中需要设置cmake tool的设置cmake路径才能会自动填充)

# 指定最小版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
# 指定项目名称
project(hello_test)
# 添加头文件路径
include_directories(include) # -I头文件路径
# 存放文件目录，源文件目录存入变量DIR_SRC中
add_subdirectory(src DIR_SRC)
# 生成可执行文件exe
add_executable(exe main.cpp src/a.cpp)

==g++ main.cpp src/a.cpp -Iiclude -o2 exe

内部构建（文件杂乱）
cmake . # 编译CMakeLists.txt生成makefile
make # 生成可执行文件，add_executabe中指定的名称

外部构建
mkdir build
cd build
cmake ..
make

综合设计

  1. 调试配置

    • launch.json

      "program" : 调试的可执行程序路径(${workspaceFolder}/)

      "preLaunchTask" : 调试前预处理指令

    • tasks.json

      "label" : 任务名

      "command" : 命令

      "dependsOn"

  2. 目录设计

    include：存储头文件，头文件要有#pragma once，函数定义

    src：源文件，函数实现

    build：编译构建文件

    ${CMAKE_SOURCE_DIR} ：顶级目录路径

    set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -O2 -Wall ") 	# 追加编译选项 
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug) # 生成可调试的文件
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