Linux 相关操作

在 Linux 终端下工作，掌握常用命令是基本技能。

一、Linux 的文件系统

1. 目录介绍

最顶层的目录是根目录。

2. 文件路径

• 相对路径：以当前位置为参考出发的路径，路径短，好记。
• 绝对路径：必须从根目录（/）为参考出发的路径。

二、终端

1. Windows 的操作方式：图形化界面，鼠标点击操作。
2. （在实际开发过程中）Linux 的操作方式：无图形化界面，使用终端（命令提示符）输入指令。

设置终端字体大小

• 临时设置：
  • 放大：Ctrl + Shift + +
  • 缩小：Ctrl + -
• 永久设置：修改配置文件（设置）。

三、指令

1. 指令的组成

指令 [选项] [参数]

• 选项：如 -a、-l、-r 等。
• 参数：文件名、目录名。

这里的目标文件/目录和目的文件/目录都是指可以加相对地址/绝对地址的文件/目录。

2. 常用指令

3. 权限与链接

• 修改权限：chmod

  • 符号模式
  • 八进制模式

• 链接文件

  • 硬链接：ln xx xxx
    • 特点：链接文件的文件属性与原文件完全一致。
    • 原文件改变，链接文件也会跟着改变，反之亦然。
    • 原文件删除后，链接文件无影响，可以正常使用。
  • 软链接：ln -s xxx xxxx
    • 特点：链接文件的文件属性与原文件不一致，具有独立的文件属性信息。
    • 原文件改变，链接文件也会跟着改变，反之亦然。
    • 原文件删除后，链接文件有影响，不能正常使用。

4. 回显指令

• 回显到终端：echo "内容"
• 回显到文件：echo "内容" > 文件名
  • 若没有文件会创建文件。
  • 若有文件会删除文件内容。
• 回显到文件，并换行追加写入：echo "内容" >> 文件名

5. 用户相关

6. 系统相关

7. 网络相关

• 查询 IP 地址：
  • Windows：ipconfig
  • Linux：ifconfig
• 安装指令：sudo apt install net-tools

如何解决虚拟机网络问题

1. 没有桥接网络适配器

• 导致原因：VMware 重装，注册表未删除。
• 解决办法：VMware 无法将网络更改为桥接状态：没有未桥接的主机网络适配器、网卡信息中缺失 VMware、虚拟机无法上网问题解决【测试成功】——墨天轮。

2. Ubuntu 显示网络状态为空心

• 导致原因：无法自动桥接到主机可以上网的网络适配器上。
• 解决办法：找到虚拟网络编辑器 → 手动指定能上网的网络适配器。

3. 之前能联网，现在无法联网

• 导致原因：Ubuntu 在开机获取网络时，主机没网。一直获取不到网络，导致网络状态文件一直记录无网状态。
• 解决办法：
  1. 关闭 Ubuntu 的网络服务：
     service NetworkManager stop
  2. 删除当前的网络状态文件：
     sudo rm /var/lib/NetworkManager/NetworkManager.state
  3. 重启 Ubuntu 的网络服务：
     service NetworkManager start

4. 三种解决办法使用后，还显示无网

• 重启网络模块，重新连接网络。
• 虚拟机右下角：右键 → 断开网络；再右键 → 连接。

8. 安装相关

• 在线安装
  • 更新资源包：sudo apt-get update
  • 下载并安装：sudo apt-get install ...
• 离线安装
  • dpkg -i 安装包（Linux）

9. 其他指令

指令详情可以查看菜鸟教程：https://www.runoob.com/

四、C 语言程序结构

1. 编写

• 编译器：gedit、vscode
• 文件后缀：.c 文件，编写的让计算机执行的有序指令集合，如 main.c
• 编写内容：
• 编写规范：
  1. 每行只写一句代码，每句代码以分号结尾；
  2. 注意代码缩进，遇到 {} 缩进；
  3. 编写注释，对代码的解释说明，不编译，不运行。
     • 单行注释：//
     • 多行注释：/* 日期，作者，功能 */

2. 编译

1. 默认编译：gcc xx.c，默认生成一个 a.out 可执行文件，多次编译会覆盖。
2. 自定义编译：gcc xx.c -o xxx，编译文件重命名为编译后的文件名。

3. 运行

• ./可执行程序，如 ./a.out、./main

五、Linux 操作系统的主要特性

• Linux 操作系统的重要思想：一切皆文件。
• Linux 操作系统的特性：
  • 完全免费
  • 支持多平台
  • 支持多用户，多任务
  • 有良好的界面
  • 完全兼容 POSIX 1.0 的标准

六、Linux 系统版本

• 服务器版（server - 服务器版）
• 桌面版（LTS - 长期支持版本）

七、Linux 常用工具

1. Vim 编辑器

Vim 是 vi 的增强版，一般使用 Vim。

安装 Vim

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sudo apt install vim

使用 Vim

1

vim 文件名

特点：若文件不存在，则在保存时创建该文件。

配置 Vim

• 全局配置：修改 /etc/vim/vimrc 文件。
• 当前用户配置：将编辑好的 vimrc 放到主目录，并改名为 .vimrc（隐藏文件）。

Vim 的四种操作模式

命令模式

插入模式

底行模式

可视模式

Vim 操作问题

• 问题：不保存，直接关闭终端。
• 解决办法：先恢复，再删除交换文件。

八、C 语言编译与库文件

1. GCC 编译

直接编译，没有任何选项：

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gcc xx.c

2. 编译过程（重点）

3. 编译选项

4. 库文件

库文件的作用

• 保护源代码
• 方便移植

库文件的分类

静态库文件：.a

• 除 main.c 之外，把所有的 .c 文件封装成 .o 文件：

1

gcc -c

• 封装静态库：

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ar -rc -o libcal *.o

• 验证静态库。
• 特点：库文件存放位置为项目目录，占用项目空间资源，查找速度快——以空间换时间。

动态库文件：.so

• 除 main.c 之外，把所有的 .c 文件封装成 .o 文件：

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gcc -c -fpic

• 封装动态库：

1

gcc -fpic -shared -o libcal.so *.o

• 移动库文件到 /lib 或 /usr/lib 下。
• 验证动态库。
• 特点：动态库文件一般不在项目结构中存放，不占用项目空间资源，但是需要到 /lib 查找库文件，编译浪费时间——以时间换空间。

九、GDB 调试

1. 为什么进行 GDB 调试

• 初始代码大概率都是具有 bug 存在，为了能够快速找到代码问题，需要使用调试工具逐步执行代码，观察代码的运行结果。
• 人为注意力丢失，手敲的代码中一般 100 行就有 2 个左右的错误。

2. GDB 调试的过程

1. 测试 —— 找出程序中存在的缺陷或错误。
2. 固化 —— 让程序的错误可重现。
3. 定位 —— 确定相关的代码行。
4. 纠正 —— 修改代码纠正错误。
5. 验证 —— 确定修改解决了问题。

3. GDB 调试步骤

（1）生成可调试的执行文件

• 可调试的执行文件大小比正常执行文件要大。
• 使用 gcc -g 生成可调试的执行文件。

1

gcc -g main.c -o main

（2）进入到 GDB 调试中

1

gdb 可调试的执行文件

（3）查看代码

• list —— l（或输入 list 的缩写 l 也行）—— 默认显示 10 行代码。
• l 行号 —— 显示行号上下各 5 行。

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list
l
l 行号

（4）设置断点

断点用于阻止程序的自动执行，转为手动执行，观察代码变量的变化。

• break —— b（输入 break 的缩写也行） 行号。
• 查看断点信息 —— info b。
• 运行程序 —— run。

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break 行号
b 行号
info b
run

（5）手动逐步执行代码

• next —— n（输入 next 的缩写也行）—— 逐步执行代码，遇到函数直接得到函数结果，继续执行。
• step —— s（输入 step 的缩写也行）—— 逐步执行代码，遇到函数进入函数逐步执行。

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next
n
step
s

（6）打印变量

• print —— p（输入 print 的缩写也行）—— 观察变量，查找问题所在。

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print 变量名
p 变量名

（7）恢复自动运行

• cont —— c（输入 cont 的缩写也行）。

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cont
c

（8）删除断点

• delete —— d（输入 delete 缩写也行） 断点编号。

1
2

delete 断点编号
d 断点编号

（9）退出调试模式

• quit —— q（输入 quit 的缩写也行）。

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quit
q

十、项目管理工具：Makefile

1. Makefile 的作用

管理项目的编译过程。

2. 执行 Makefile 文件

• 使用 make 进行执行。
• make 默认执行当前目录下的 makefile 文件或 Makefile 文件。
• 若要执行其他名字的 Makefile 文件，需要使用 -f：

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make -f 文件名

• 安装 make 命令：

1

sudo apt install make

3. 编辑 Makefile 文件

规则：

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目标:依赖
    指令

指令需要使用 Tab 缩进。

• 目标 —— 指的是要得到的目标文件。
• 依赖 —— 指的是要想得到目标需要提供的文件。
• 指令 —— 指的是通过依赖生成目标所需要执行的命令。

（1）第一个 Makefile 文件

（2）逐渐复杂的第二个 Makefile 文件 —— 编译过程

Makefile 中存在多目标时，第一个目标作为主目标进行执行，其他目标均是为了得到主目标而进行的。

（3）逐渐复杂的第三个 Makefile 文件 —— Makefile 中的变量

普通变量

• 定义：变量名 = 值
• 应用：$(变量名)

特殊变量

• $@ —— 目标。
• $^ —— 所有依赖。
• $< —— 所有依赖的第一个依赖，依次递进。

（4）逐渐复杂的第四个 Makefile 文件 —— 伪目标

伪目标：一个“命令的别名”或者“动作的标签”，它假装成一个构建目标，但实际上并不代表磁盘上的任何真实文件。

必须显式声明：必须用 .PHONY 告诉 Make 工具，一旦声明，就彻底放弃对它的文件检查，每次调用都必定执行下面的命令。

• 执行伪目标 —— make 伪目标名称：

1

make 伪目标名称

• 打印伪目标：

（5）逐渐复杂的第五个 Makefile 文件 —— 项目级的 Makefile 文件 —— 通用的 Makefile

Makefile 中的常用函数

获取目录下的所有满足要求的文件 —— .c 文件

可以使用通配符：* 表示所有，*.c 表示所有的 .c 文件。

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$(wildcard PATTERN)

• 函数名称：获取匹配模式文件名函数 —— wildcard。
• 函数功能：列出当前目录下所有符合模式 PATTERN 格式的文件名。
• 返回值：空格分割的、存在当前目录下的所有符合模式 PATTERN 的文件名。

去除目录，只留文件名

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$(notdir NAMES...)

• 函数名称：取文件名函数 —— notdir。
• 函数功能：从文件名序列 NAMES... 中取出非目录部分。目录部分是指最后一个斜线 /（包括斜线）之前的部分。删除所有文件名中的目录部分，只保留非目录部分。
• 返回值：文件名序列 NAMES... 中每一个文件的非目录部分。

字符串替换

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$(patsubst PATTERN, REPLACEMENT, TEXT)

• 函数名称：模式替换函数 —— patsubst。
• 函数功能：搜索 TEXT 中以空格分开的单词，将符合模式 PATTERN 的替换为 REPLACEMENT。参数 PATTERN 中可以使用模式通配符 %，来代表一个单词中的若干字符。如果参数 REPLACEMENT 中也包含一个 %，那么 REPLACEMENT 中的 % 将是 PATTERN 中的那个 % 所代表的字符串。在 PATTERN 和 REPLACEMENT 中，只有第一个 % 被作为模式字符来处理，之后出现的不再作模式字符（作为一个字符）。在参数中如果需要将第一个出现的 % 作为字符本身而不作为模式字符时，可使用反斜杠 \ 进行转义处理（转义处理的机制和使用静态模式的转义一致）。

示例：

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CC = gcc
SRC = src
LIB = lib
OUTPUT = output
INCLUDE = include

# 获取 src 下所有的 .c 文件，并以空格隔开
SRCPATH = $(wildcard $(SRC)/*.c)

# 去除文件目录 -- 只留文件名
SRCNOTPATH = $(notdir $(SRCPATH))

# 字符串替换
LIBPATH = $(patsubst %.c,$(LIB)/%.o,$(SRCNOTPATH))

$(OUTPUT)/main : $(LIBPATH)
	$(CC) $^ -o $@

$(LIB)/%.o:$(SRC)/%.c
	$(CC) -c $< -o $@ -I $(INCLUDE)

clean:
	rm $(LIB)/*.o
	rm $(OUTPUT)/main

echo:
	@echo $(SRCPATH)
	@echo $(SRCNOTPATH)
	@echo $(LIBPATH)

TODO：待补充 14. Linux 环境搭建及常用指令