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Linux第二次报告20135221

 

学习计时:共xxx小时

读书:

代码:

作业:

博客:

一、学习目标

1. 熟悉Linux系统下的开发环境   
2. 熟悉vi的基本操作   
3. 熟悉gcc编译器的基本原理   
4. 熟练使用gcc编译器的常用选项   
5 .熟练使用gdb调试技术   
6. 熟悉makefile基本原理及语法规范   
7. 掌握静态库和动态库的生成

二、学习资源

 

1. 教材:第一章,第七章

2. 《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》第三章3.1-3.5

3. 课程资料:https://www.shiyanlou.com/courses/413   实验二,课程邀请码:W7FQKW4Y

4. Vim编辑器:https://www.shiyanlou.com/courses/2

5. Linxu系统编程:https://www.shiyanlou.com/courses/24,实验2、3、4

6. 教学视频:http://pan.baidu.com/s/1kTHxOFl ,可以参考第十个视频

三、学习方法

 

1.  进度很重要:必须跟上每周的进度,阅读,练习,问答,项目。我会认真对待每一位同学,请你不要因为困难半途而废。

2. 问答很重要:遇到知识难点请多多提问,这是你的权利更是您对自己负责的义务。问答到博客园讨论小组:http://group.cnblogs.com/103791/
3. 实践很重要:解决书中习题,实践书中实例,完成每周项目,才算真的消化了这本好书。通过实验楼环境或自己安装的虚拟机在实践中进行学习
4. 实验报告很重要:详细记录你完成项目任务的思路,获得老师点评和帮助自己复习。学习完成后在博客园中(http://www.cnblogs.com/)把学习过程通过博客发表,博客标题“信息安全系统设计基础第二周学习总结”

 

四、学习任务

(提示:请将要求学生完成的任务、测验或思考题列在此处)

1.教材第一章,第七章学习:阅读并消化教材内容(有部分考试内容)

2.《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》第三章3.1-3.5的学习(本周大部分考试内容都从这出,特别是与教材重复内容)

3.完成实验并发Blog

 

  • 练习vimtutuor 至少一遍 
  • 使用vim 输入以下代码,联系使用“K”查找帮助文档:

 

 

  • 练习gcc编译运行代码。 
  • 练习gdb调试代码 。
  • 把上述代码中除了main函数外的代码制作成一个静态库math.a和一个共享库math.so。 
  • 编写makefile,让代码编译,上述静态库和共享库的使用自动化。

 

 

、后续学习预告(可选):

教材第二章《信息的表示和处理》

、学习过程

本次,我在朋友的帮助下,在电脑里装载了64位的虚拟机。然后学习使用了VIM,VIM是一个非常好的文本编辑器,很多专业程序员使用VIM编辑代码,VI来说,一开始就需要相当大的技能,但一旦掌握这些技能,则你将会越来越熟练,这跟五笔打字很类似。我们建议通过实践练习来学习具体来说通过VIMTUTOR来学习。只要在命令行中输入vimtutor,然后跟着教程练习就可以了。

 

 Linux第二次报告20135221

 

  •   大写“K”可以用来查找函数的帮助信息:查看 man page,命令模式下,将光标放在函数名上,按"K"可以直接察看 man page。
  • 几个设置

:set nu 显示行号

:set ai 自动缩行

:set ts=4 设置一个 TAB 键等于几个空格

移动光标

[[ 转到上一个位于第一列的"{"

]] 转到下一个位于第一列的"{"

{ 转到上一个空行

} 转到下一个空行

gd 转到当前光标所指的局部变量的定义

#GCC#

GNU CC(简称为gcc)是GNU项目中符合ANSI C标准的编译系统,能够编译用C、C++和Object C等语言编写的程序。gcc又是一个交叉平台编译器,它能够在当前CPU平台上为多种不同体系结构的硬件平台开发软件,因此尤其适合在嵌入式领域的开发编译。

 

  • 预处理:gcc –E hello.c –o hello.i;gcc –E调用cpp
  • 编 译:gcc –S hello.i –o hello.s;gcc –S调用ccl
  • 汇 编:gcc –c hello.s –o hello.o;gcc -c 调用as
  • 链 接:gcc hello.o –o hello ;gcc -o 调用ld

#GDB#

建议使用CGDB,比GDB好用,熟悉VC的调试方式,可以使用DDD。 注意使用GCC编译时要加“-g”参数。 参考gdb参考卡GDB最基本的命令有:

  • gdb programm(启动GDB)
  • b 设断点(要会设4种断点:行断点、函数断点、条件断点、临时断点)
  • run 开始运行程序
  • bt 打印函数调用堆栈
  • p 查看变量值
  • c 从当前断点继续运行到下一个断点
  • n 单步运行
  • s 单步运行
  • quit 退出GDB

#练习#

 

 

接下来,我学习了Vim编辑器的基本操作。

Vim共有六种模式:

  • 普通模式(Normal mode)
  • 插入模式(Insert mode)
  • 可视模式(Visual mode)
  • 选择模式(Select mode)
  • 命令行模式(Command line mode)
  • Ex模式(Ex mode)

在普通模式中,有很多方法可以进入插入模式。比较普通的方式是按a(append/追加)键或者i(insert/插入)键。

在插入模式中,可以按ESC键回到普通模式。

在命令行模式中可以输入会被解释成并执行的文本。例如执行命令(:键),搜索(/和?键)或者过滤命令(!键)。在命令执行之后,Vim返回到命令行模式之前的模式,通常是普通模式。

#三种常用模式的切换#

vim启动进入普通模式,处于插入模式或命令行模式时只需要按Esc或者Ctrl+[(这在vim课程环境中不管用)即可进入普通模式。普通模式中按i(插入)或a(附加)键都可以进入插入模式,普通模式中按:进入命令行模式。命令行模式中输入wq回车后保存并退出vim。

 1.输入以下命令进入Vim

$ vim practice_1.txt

直接使用vim也可以打开vim编辑器,但是不会打开任何文件。

$ vim

2.在进入vim后,按下i键进入插入模式。在该模式下您可以输入文本信息,下面请输入如下三行信息:

 

按Esc进入普通模式,在该模式下使用方向键或者h,j,k,l键可以移动游标。

按键

说明

h

l

右(小写L)

j

k

w

移动到下一个单词

b

移动到上一个单词

在普通模式下使用下面的键将进入插入模式,并可以从相应的位置开始输入

命令

说明

i

在当前光标处进行编辑

I

在行首插入

A

在行末插入

a

在光标后插入编辑

o

在当前行后插入一个新行

O

在当前行前插入一个新行

cw

替换从光标所在位置后到一个单词结尾的字符

从普通模式输入:进入命令行模式,输入w回车,保存文档。输入:w 文件名可以将文档另存为其他文件名或存到其它路径下

从普通模式输入:进入命令行模式,输入wq回车,保存并退出编辑

以下为其它几种退出方式:

命令

说明

:q!

强制退出,不保存

:q

退出

:wq!

强制保存并退出

:w <文件路径>

另存为

:saveas 文件路径

另存为

:x

保存并退出

:wq

保存并退出

 

普通模式下输入Shift+zz即可保存退出vim

进入普通模式,使用下列命令可以进行文本快速删除:

命令

说明

x

删除游标所在的字符

X

删除游标所在前一个字符

Delete

同x

dd

删除整行

dw

删除一个单词(不适用中文)

d$或D

删除至行尾

d^

删除至行首

dG

删除到文档结尾处

d1G

删至文档首部

除此之外,你还可以在命令之前加上数字,表示一次删除多行,如:

2dd表示一次删除2行

在普通模式下,你还可以使用dw或者daw(delete a word)删除一个单词,所以你可以很容易的联想到dnw(n替换为相应数字)表示删除n个单词

#行间跳转#

命令

说明

nG(n Shift+g)

游标移动到第 n 行(如果默认没有显示行号,请先进入命令模式,输入:set nu以显示行号)

gg

游标移动到到第一行

G(Shift+g)

到最后一行

 

小技巧:你在完成依次跳转后,可以使用Ctrl+o快速回到上一次(跳转前)光标所在位置,这个技巧很实用,比如当你在写代码时,忽然想起有个bug,需要修改,这时候你跳过去改好了,只需要按下Ctrl+o就可以回到你之前的位置。vim中会用很多类似的小技巧就等着你去发掘。

#行内跳转#

普通模式下使用下列命令在行内按照单词为单位进行跳转

命令

说明

w

到下一个单词的开头

e

到下一个单词的结尾

b

到前一个单词的开头

ge

到前一个单词的结尾

0或^

到行头

$

到行尾

f<字母>

向后搜索<字母>并跳转到第一个匹配的位置(非常实用)

F<字母>

向前搜索<字母>并跳转到第一个匹配的位置

t<字母>

向后搜索<字母>并跳转到第一个匹配位置之前的一个字母(不常用)

T<字母>

向前搜索<字母>并跳转到第一个匹配位置之后的一个字母(不常用)

 

#复制及粘贴文本#

  • 普通模式中使用y复制
  • 普通模式中,yy复制游标所在的整行(3yy表示复制3行)
  • 普通模式中,y^ 复制至行首,或y0。不含光标所在处字符。
  • 普通模式中,y$ 复制至行尾。含光所在处字符。
  • 普通模式中,yw 复制一个单词。
  • 普通模式中,y2w 复制两个单词。
  • 普通模式中,yG 复制至文本末。
  • 普通模式中,y1G 复制至文本开头。
  • 普通模式中使用p粘贴
  • 普通模式中,p(小写)代表粘贴至光标后(下)
  • 普通模式中,P(大写)代表粘贴至光标前(上)

#剪切及粘贴#

其实前面讲得dd删除命令就是剪切,你每次dd删除文档内容后,便可以使用p来粘贴,也这一点可以让我们实现一个很爽快的功能——交换上下行:

ddp,就这么简单,即实现了快速交换光标所在行与它下面的行。

#替换和撤销(Undo)命令#

替换和Undo命令都是针对普通模式下的操作

命令

说明

r+<待替换字母>

将游标所在字母替换为指定字母

R

连续替换,直到按下Esc

cc

替换整行,即删除游标所在行,并进入插入模式

cw

替换一个单词,即删除一个单词,并进入插入模式

C(大写)

替换游标以后至行末

~

反转游标所在字母大小写

u{n}

撤销一次或n次操作

U(大写)

撤销当前行的所有修改

Ctrl+r

redo,即撤销undo的操作

 

#使用命令进行快速调整缩进操作#

这一小节学习如何在vim中进行快速缩进,缩进操作均在普通模式下有效

打开文件进行编辑

$ vim protocols

  • 普通模式下输入15G,跳转到15行
  • 普通模式下输入>> 整行将向右缩进(使用,用于格式化代码超爽)
  • 普通模式下输入<< 整行向左回退
  • 普通模式下输入:进入命令行模式下对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数

#shiftwidth命令#

shiftwidth命令是指上一节>>命令产生的缩进(可以简写成sw) 普通模式下输入:进入命令行模式下对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数 获取目前的设定值

:set shiftwidth?

设置缩进为10个字符

:set shiftwidth=10

输入ESC回到普通模式,再次尝试>>看缩进量是否变化

#调整文本位置#

命令行模式下输入:ce(center)命令使本行内容居中

:ce

命令行模式下输入:ri(right)命令使本行文本靠右

:ri

命令行模式下输入:le(left)命令使本行内容靠左

:le

#快速查找#

普通模式下输入/然后键入需要查找的字符串 按回车后就会进行查找。 ?与/功能相同,只不过?是向上而/是向下查找。 进入查找之后,输入n和N可以继续查找 n表示继续查找,N反向查找

#高级查找#

  • 普通模式下输入\*寻找游标所在处的单词
  • 普通模式下输入\#同上,但 \* 是向前(上)找,#则是向后(下)找
  • 普通模式下输入g\*同\* ,但部分符合该单词即可
  • 普通模式下输入g\#同\# ,但部分符合该单词即可

以上查找n,N 的继续查找命令依然可以用

#使用vim编辑多个文件#

编辑多个文件有两种形式,一种是在进入vim前使用的参数就是多个文件。另一种就是进入vim后再编辑其他的文件。 同时创建两个新文件并编辑

$ vim 1.txt 2.txt

默认进入1.txt文件的编辑界面

  • 命令行模式下输入:n编辑2.txt文件,可以加!即:n!强制切换,之前一个文件的输入没有保存,仅仅切换到另一个文件
  • 命令行模式下输入:N编辑1.txt文件,可以加!即:N!强制切换,之前文件内的输入没有保存,仅仅是切换到另一个文件

#恢复文件#

如果因为断电等原因造成文档没有保存,可以采用恢复方式,vim -r进入文档后,输入:ewcover 1.txt来恢复

$ vim -r 1.txt

#可视模式命令简介#

  • 在普通模式下输入v(小写),进入字符选择模式,就可以移动光标,光标走过的地方就会选取。再次按下v会后就会取消选取。
  • 在普通模式下输入Shift+v(小写),进入行选择模式,按下V之后就会把整行选取,您可以上下移动光标选更多的行,同样,再按一次Shift+v就可以取消选取。
  • 在普通模式下输入 Ctrl+v(小写),这是区域选择模式,可以进行矩形区域选择,再按一次Ctrl+v取消选取。
  • 在普通模式下输入d删除选取区域内容
  • 在普通模式下输入y复制选取区域内容

#视窗操作简介#

vim可以在一个界面里打开多个窗口进行编辑,这些编辑窗口称为vim的视窗。 打开方法有很多种,例如可以使用在命令行模式下输入:new 打开一个新的vim视窗,并进入视窗编辑一个新文件(普通模式下输入Ctrl+w也可以,但是Ctrl+w在chrome下会与chrome关闭标签页的快捷键冲突,所以使用该快捷键你可以在IE或其它浏览器进行练习),除了:new命令,下述列举的多种方法也可以在命令模式或普通模式下打开新的视窗:

  • 命令行模式下输入:sp 1.txt 打开新的横向视窗来编辑1.txt
  • 命令行模式下输入:vsp 2.txt 打开新的纵向视窗来编辑1.txt
  • 普通模式下Ctrl-w s 将当前窗口分割成两个水平的窗口
  • 普通模式下Ctrl-w v 将当前窗口分割成两个垂直的窗口
  • 普通模式下Ctrl-w q 即 :q 结束分割出来的视窗。如果在新视窗中有输入需要使用强制符!即:q!
  • 普通模式下Ctrl-w o 打开一个视窗并且隐藏之前的所有视窗
  • 普通模式下Ctrl-w j 移至下面视窗
  • 普通模式下Ctrl-w k 移至上面视窗
  • 普通模式下Ctrl-w h 移至左边视窗
  • 普通模式下Ctrl-w l 移至右边视窗
  • 普通模式下Ctrl-w J 将当前视窗移至下面
  • 普通模式下Ctrl-w K 将当前视窗移至上面
  • 普通模式下Ctrl-w H 将当前视窗移至左边
  • 普通模式下Ctrl-w L 将当前视窗移至右边
  • 普通模式下Ctrl-w - 减小视窗的高度
  • 普通模式下Ctrl-w + 增加视窗的高度

#创建加密文档#

$ vim -x file1

输入您的密码 确认密码 这样在下一次打开时,vim就会要求你输入密码

#vim执行外部命令#

在命令行模式中输入!可以执行外部的shell命令

  • :!ls 用于显示当前目录的内容
  • :!rm FILENAME用于删除名为 FILENAME 的文件
  • :w FILENAME可将当前 VIM 中正在编辑的文件另存为 FILENAME 文件

#帮助系统#

#vim中的查看帮助#

  • 普通模式下按F1打开vim自己预设的帮助文档
  • 命令行模式下输入:h shiftwidth 打开名为shiftwidth的帮助文件
  • 命令行模式下输入:ver 显示版本及参数

#功能设定#

#vim的功能设定#

可以在编辑文件的时候进行功能设定,如命令行模式下输入:set nu(显示行数),设定值退出vim后不会保存。要永久保存配置需要修改vim配置文件。 vim的配置文件~/.vimrc,可以打开文件进行修改,不过务必小心不要影响vim正常使用

#获取目前的设定#

  • 命令行模式下输入:set或者:se显示所有修改过的配置
  • 命令行模式下输入:set all 显示所有的设定值
  • 命令行模式下输入:set option? 显示option的设定值
  • 命令行模式下输入:set nooption 取消当期设定值

#set功能的说明#

  • 命令行模式下输入:set autoindent(ai) 设置自动缩进
  • 命令行模式下输入:set autowrite(aw) 设置自动存档,默认未打开
  • 命令行模式下输入:set background=dark或light,设置背景风格
  • 命令行模式下输入:set backup(bk) 设置自动备份,默认未打开
  • 命令行模式下输入: set cindent(cin) 设置C语言风格缩进

 

我将全部的Vim命令练习了两至三遍,逐渐熟悉了它们的用法,虽然不能把所有命令都记在脑中,但是我把它们归纳在一起,学习时随时拿出来温习,我相信经过进一步学习与练习,我会更加熟悉Vim的命令与快捷键。

 

接下来,我学习了Linux系统编程

 

#gcc 支持编译的一些源文件后缀名#

后缀

源文件

.c

C语言源文件

.C .cc .cxx

C++源文件

.m

Object-C源文件

.i

经过预处理后的C源文件

.ii

经过预处理后的C++源文件

.s .S

汇编语言源文件

.h

预处理文件(头文件)

.o

目标文件

.a

存档文件

 

#gcc 编译程序的流程#

 

 

Tips:

  1. Linux的可执行文件并没有像 Windows 那样有明显的.exe后缀名, 只需向其分配x(可执行)权限即可 sudo chmod u+x excutefile
  2. 作为Linux程序员,我们可以让gcc在编译的任何阶段结束,以便检查或使用该阶段的输出(这个很重要)

 

Tips:

  1. gcc hello.c -o hello --- 第二个hello为文件名,名字任意取定(但是不能违反bash的规则) gcc hello.c -o "(-_-|||)", 但是作为一名优秀的程序员还是取个有意义的名字吧!
  2. 从程序员的角度来看,一个简单的-o选项可以省略很多中间步骤一次性输出可执行文件; 但从编译器的角度来看,这条命令的背后是一系列的繁杂的工作。

注意:*在XfceTerminal打开后的界面中输入:$gcc hello.c -o hello *如果没有error,说明编译成功,将会在当前目录生成一个可执行文件 hello *继续输入:./hello 就会运行该程序,在bash上打印出 Hello, Shi-Yan-Lou!

 

#GCC背后的故事#

gcc会调用预处理程序cpp,由它负责展开在源程序中定义的宏(上例:#include <stdio.h>),向其中插入#include语句所包含的内容(原地展开stdio.h包含的代码)

在Xfce终端中输入

$ gcc -E hello.c -o hello.i

还记得.i后缀吗?hello.i这是一个经过预处理器处理之后的C源文件,在bash试试这个命令,然后用vim打开它。

gcc的-E参数可以让gcc在预处理结束后停止编译过程。

第二步,将hello.i编译为目标代码,gcc默认将.i文件看成是预处理后的C语言源代码,因此它会直接跳过预处理,开始编译过程。

$ gcc -c hello.i -o hello.o

同样,用vim打开.o文件看看和.i .c文件有什么不同?应该是一片乱码,是吧?(它已经是二进制文件了)

Tips:

  1. 请记住,gcc预处理源文件的时候(第一步),不会进行语法错误的检查
  2. 语法检查会在第二步进行,比如花括号不匹配、行末尾没有分号、关键字错误......

第三步,gcc连接器将目标文件链接为一个可执行文件,一个大致的编译流程结束

gcc hello.o -o hello

 

#问题#

在按照步骤保存、运行、打印后,在Xfce终端中并不能找到文件。

#gcc 编译模块化的程序#

现在很多软件都是采用的模块化开发,通常一个程序都是有很多个源文件组成,相应的就形成了多个编译单元。gcc能够很好的处理这些编译单元,最终形成一个可执行程序

代码编辑和输入参考上述使用gvim程序输入,并在XfceTerminal界面使用gcc进行编译。

// hello.h

extern void print();

Tips: 以上的gcc hello_print.c hello_main.c -o hello可以看成是执行了一下3条命令

$ gcc -c hello_print.c -o hello_print.o

$ gcc -c hello_main.c -o hello_main.o

$ gcc hello_print.o hello_main.o -o hello

#GDB#

#GDB概述#

当程序编译完成后,它可能无法正常运行;或许程序会彻底崩溃;或许只是不能正常地运行某些功能;或许它的输出会被挂起;或许不会提示要求正常的输入。无论在何种情况下,跟踪这些问题,特别是在大的工程中,将是开发中最困难的部分,我们将学习gdb(GNU debugger)调试程序的方法,该程序是一个调试器,是用来帮助程序员寻找程序中的错误的软件。

gdb是GNU开发组织发布的一个强大的UNIX/Linux下的程序调试工具。或许,有人比较习惯图形界面方式的,像VC、BCB等IDE环境,但是在UNIX/Linux平台下做软件,gdb这个调试工具有比VC、BCB的图形化调试器更强大的功能。所谓“寸有所长,尺有所短”就是这个道理。 一般来说,gdb主要帮忙用户完成下面4个方面的功能:

1.启动程序,可以按照用户自定义的要求随心所欲的运行程序。

2.可让被调试的程序在用户所指定的调试的断点处停住 (断点可以是条件表达式)。

3.当程序停住时,可以检查此时程序中所发生的事。

4.动态地改变程序的执行环境。

5.从上面来看,gdb和一般的调试工具区别不大,基本上也是完成这些功能,不过在细节上,会发现gdb这个调试工具的强大。大家可能习惯了图形化的调试工具,但有时候,命令行的调试工具却有着图形化工具所不能完成的功能。

 

 

 Linux第二次报告20135221

 

Linux第二次报告20135221

 

#使用GDB#

gdb主要调试的是C/C++的程序。要调试C/C++的程序,首先在编译时,必须要把调试信息加到可执行文件中。使用编译器(cc/gcc/g++)的 -g 参数即可。如:

$ gcc -g hello.c -o hello

$ g++ -g hello.cpp -o hello

如果没有-g,将看不见程序的函数名和变量名,代替它们的全是运行时的内存地址。当用-g把调试信息加入,并成功编译目标代码以后,看看如何用gdb来调试。 启动gdb的方法有以下几种:

1.gdb <program> program也就是执行文件,一般在当前目录下。

2.gdb <program> core 用gdb同时调试一个运行程序和core文件,core是程序非法执行后,core dump后产生的文件。

3.gdb <program> <PID> 如果程序是一个服务程序,那么可以指定这个服务程序运行时的进程ID。gdb会自动attach上去,并调试它。program应该在PATH环境变量中搜索得到。gdb启动时,可以加上一些gdb的启动开关,详细的开关可以用gdb -help查看。下面只列举一些比较常用的参数: -symbols <file> -s <file> 从指定文件中读取符号表。 -se file 从指定文件中读取符号表信息,并把它用在可执行文件中。 -core <file> -c <file> 调试时core dump的core文件。 -directory <directory> -d <directory> 加入一个源文件的搜索路径。默认搜索路径是环境变量中PATH所定义的路径。

 

#作业#

试着在上节课的例子中,使用 gdb 调试。

 

 Linux第二次报告20135221

Linux第二次报告20135221
 

本周作业

 

学习计时:共30小时

读书:6h

代码:14h

作业:4h

博客:6h

 

 

 

七、遇到的问题及解决

1、首先实验楼用宿舍网根本进不去,要么进去了直接卡住。实在没办法了,只能用手机开热点,用的移动4G做实验楼的东西

2、其次在VIM的使用中也有许多问题,毕竟是一个全新的东西,还在慢慢的查找资料,询问同学如何使用该软件。

 

 

八、总结

本次实验又是一个全新的东西需要我们去理解,每周的消化量都有点大,需要理解弄懂的太多,学生有点云里雾里的感觉,不过随着学的越来越多也开始对这门课有一点点不同的理解,虽然有点难,但是确实是一个比较技术的活,也慢慢引起学生的兴趣,希望在今后的学习中能学到更多更有用的东西


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