Linux常见工具使用

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Makefile

0. 简单代码演示

// add.h
#pragma once 

int add(int a, int b);

// add.cpp

#include "add.h"

int add(int a, int b) { return a + b;}

// main.cpp

#include <iostream>
#include "add.h"

int main(){
    std::cout<<add(1,2)<<std::endl;
    return 0;
}

1. Makefile结构及规则

这里先提前有个认知：

• Makefile是文件
• make是指令

先来看代码，然后解读：

# 变量定义部分
SRC = main.cpp add.cpp 
OBJ = $(SRC:.cpp=.o)
BIN = myapp

# 默认目标
$(BIN): $(OBJ)
	g++ -o $@ $^
	
# 编译目标
%.o: %.cpp
	g++ -c $< -o $@
	
# 清理目标
.PHONY: clean
clean:
	rm -f $(OBJ) $(BIN)

变量定义部分

SRC = main.cpp add.cpp

• 作用：定义源文件变量，包含所有.cpp的源文件
• 解释：SRC是一个包含需要编译的源文件的列表

OBJ = $(SRC:.cpp=.o)

• 作用：通过模式替换，将SRC中的.cpp全部转换成.o文件
• 解释：(VAR)用来引用一个变量的值，(SRC:.cpp=.o)利用替换模式得到OBJ = main.o add.o

BIN = myapp

• 作用：定义最终生成的目标文件名（最后的可执行文件）

默认目标部分

(BIN):(OBJ)

• 作用：表示目标(BIN) 依赖于(OBJ)中的main.o add.o

g++ -o @ ^

• 作用：使用g++将.o文件链接成最终可执行文件myapp
• 解释： @：代表当前规则中的目标文件，这里是(BIN)^：代表所有的依赖文件（去除重复的），这里是(OBJ)

编译目标部分

%.o: %.cpp

• 作用：表示一条通用规则，告诉make如何将.cpp文件编译成.o文件
• 解释：%是通配符，代表一个任意的字符序列，这里表示会匹配所有的.cpp文件，将它们全部编译为对应的.o文件

g++ -c &< -o $@

• 作用：使用g++将.cpp文件编译成.o文件
• 解释： <：代表当前规则中的第一个依赖文件，在这里就是 .cpp 文件

清理目标部分

.PHONY: clean

• 作用：声明clean是一个伪目标，而不是文件名
• 解释：make 会认为 clean 是一个任务，而不是文件，因此即使当前目录下存在名为 clean 的文件，make 也会执行 clean 规则的命令

clean: rm -f (OBJ) (BIN)

• 作用：clean 目标的命令部分，删除所有生成的目标文件和最终的可执行文件。

2. 过程推导

目标文件.o和依赖关系

• main.o依赖于main.cpp
• add.o依赖于add.cpp

在Makefile中，$OBJ 是要生成的目标文件，它的生成依赖于.cpp文件

规则推导过程

make会从默认目标myapp开始，通过依赖关系逐步推导出需要做的工作

1. make看到myapp myapp的形成依赖于main.o和add.o，make会从main.o和add.o开始推导
2. 生成main.o 而main.o的生成又依赖于main.cpp，所以make会执行：g++ -c main.cpp -o main.o
3. 生成add.o 同理add.o的生成依赖于add.cpp，所以make会执行： g++ -c add.cpp -o add.o
4. 链接成myapp 当生成了main.o和add.o，make会执行：g++ -o mayapp main.o add.o

推导是一个出栈入栈的过程

• 出栈：make开始时看到myapp，出栈myapp，处理它的依赖main.o和add.o
• **入栈：**当 main.o 和 add.o 处理完后，它们的目标文件会 入栈，然后 make 执行生成 myapp 的命令

我们梳理清楚依赖链：

image-20251214205218108

时间戳

make在做依赖关系推导的时候，会用时间戳来决定哪些目标需要重新构建

时间戳的作用

make会比较每个目标文件和它的依赖文件的时间戳

• 如果依赖文件比目标文件新，make会重新构建目标文件
• 如果目标文件存在且没有被更新，make会跳过编译过程

[vect@VM-0-11-centos make_file]$ stat main.cpp
  File: ‘main.cpp’
  Size: 102       	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd01h/64769d	Inode: 1051720     Links: 1
Access: (0664/-rw-rw-r--)  Uid: ( 1002/    vect)   Gid: ( 1002/    vect)
Access: 2025-12-14 20:12:03.883557588 +0800
Modify: 2025-12-14 20:12:01.955499062 +0800
Change: 2025-12-14 20:12:01.955499062 +0800
 Birth: -

看一下三种时间：

• Acesstime：访问时间，文件内容被读取/访问的时间
• Modifytime：修改时间，文件时间内容被修改的时间（文件大小、内容变化）
• Changetime：状态改变时间，文件**元数据（属性）**改变的时间（文件属性）

过程演示：

第一次运行make

make的行为：

[vect@VM-0-11-centos make_file]$ make
g++ -c main.cpp -o main.o
g++ -c add.cpp -o add.o
g++ -o myapp main.o add.o

此时目标文件和可执行文件都生成了，时间戳被记录

修改源文件并运行make

假设修改了 add.cpp 文件中的代码，例如：

int add(int a, int b) {
    return a * b;  // 修改了加法为乘法
}

现在，make会根据文件时间戳决定是否重新编译：

• main.o时间戳未变化，main.cpp不重新编译
• add.o文件的时间戳比add.cpp新，make会发现add.o的依赖文件add.cpp发生变化

运行指令得到：

[vect@VM-0-11-centos make_file]$ make
g++ -c add.cpp -o add.o
g++ -o myapp main.o add.o

不做任何修改，直接运行make

[vect@VM-0-11-centos make_file]$ make
make: `myapp' is up to date.

总结：

1. 目标文件不存在：如果目标文件（.o）或依赖文件（.cpp）不存在，make 会强制编译并生成目标文件。
2. 依赖文件更新：如果依赖文件的时间戳比目标文件更新，make 会重新编译依赖文件并更新目标文件。
3. 无更新时跳过编译：如果目标文件和依赖文件的时间戳都没有变化，make 会跳过编译过程，避免重复工作。

image-20251214211248458

伪目标

伪目标：没有对应文件的目标文件，用来执行命令而不关心文件的存在

伪目标不会检查时间戳，每次执行都会运行相关指令

.PHONY: clean

clean:
    rm -f $(OBJ) $(BIN)

.PHONY 告诉 make clean 是伪目标，即使当前目录下有一个 clean 文件，make 也不会认为它是一个文件，而是会执行 rm 命令

gdb调试

gdb使用须知

程序发布方式：

1. debug版本：程序本身会被加入更多调试信息，便于调试
2. release版本：不添加任何调试信息，不可调试

在Linux下，gcc/g++默认生成的可执行程序是release版本，若想生成debug版本，就需要加上-g选项

image-20251217212752259

对同一代码分贝生成release版本和debug版本的可执行程序，可以看到debug版本要更大，原因是debug版本包含了更多的调试信息

gdb命令汇总

【进入gdb】

gdb 二进制文件名

【退出】

ctrl+d或quit调试命令

【常见命令】

• list/l：列出源代码，从上次位置开始，每次列10行
• list/l 函数名：列出指定函数的源代码
• list/l 文件名:行号：列出指定文件的源代码
• run/r：从程序开始连续执行

image-20251217214004458

• next/n：单步执行，不进入函数内部，相当于逐过程F10
• step/s：单步执行，进入函数内部，相当于逐语句F11
• break/b 文件名:行号：指定行号打断点，b 10 b test.c:10
• info break/b：查看当前所有断点信息

image-20251217214424216

这里显示断点编号和断点类型以及其他信息

• finish：执行到当前函数返回，然后停止
• print/p 表达式：打印表达式的值
• p 变量：打印指定变量的值
• set var 变量=值：修改变量的值
• continue/c：从当前位置开始连续执行程序
• delete/d breakpoints：删除所有断点
• delete/d breakpoints n：删除序号为n的断点
• disable breakpoints：禁用所有断点
• enable breakpoints： 启用所有断点
• info/i breakpoints：查看当前设置的断点列表
• display 变量名：跟踪显示指定变量的值
• undisplay 编号：取消对指定编号的变量的跟踪显示
• until x：执行到指定行号
• backtrace/bc：查看当前执行栈的各级函数调用及参数
• info/i locals：查看当前栈帧的局部变量值

vim的使用

vim是一种多模式编辑器，总共有12种模式，本文只详细讲解三种常见模式：命令模式 插入模式 第行模式

• **命令模式：**控制光标的移动，进行字符或行的删除，移动复制某区域内容
• **插入模式：**文本编辑
• 底行模式： 文本保存、退出、文件替换、查找文本内容、执行命令
• 替换模式： 文本替换
• 视图模式：

1. 命令模式操作

• 进入vim vim file，如果文件不存在就会自动创建并进入vim编辑器页面，默认进入命令模式
• 命令模式->插入模式 输入a：光标后移一位进入编辑 输入o：光标另起一行到行首进入编辑 输入i：光标位置进入编辑
• 命令模式->底行模式 shift+; 就是输入:
• 退出vim并保存文件： 从命令模式转到底行模式 w：保存当前文件 wq：保存并退出 q!：不保存强制退出
• 复制 注意：n代表数字 n+yy：光标所在行开始，复制n行 n+p：从光标所在行下一行行首开始，粘贴n次 u：撤销上一次操作 ctrl+r：取消撤销
• 移动光标 shift+g：即G，定位到文本末尾 gg：定位到文本开头 n+shift+g：定位到第n行 h j k l：← ↓ ↑ →移动光标 $：定位到本行末尾 ^：定位到本行开头 w：光标跳到下一个字的开头 b：光标跳到上一个字的开头
• 删除 n+x：光标所在位置开始向后删除n个字符 n+X：光标所在位置开始向前删除n个字符 dd：删除光标所在行
• 替换 n+r+输入字符：从光标所在位置开始，用n个输入字符替换原字符
• 更改 shift+~：光标所在位置大小写替换

2. 底行模式操作

进入底行模式之前，先按esc键确定在命令模式下，再按:进入第行模式

• 列出行号 set nu：输入set nu，会在文件中每一行前面列出行号 set nonu：取消行号
• 查找 /关键字：先按/，再输入想查找的内容，按n会跳转到下一个匹配的 ?关键字：先按/，再输入想查找的内容，按n会跳转到上一个匹配的
• 保存文件 w
• 离开vim q q！

3. 视图模式和替换模式

• 从命令模式按shift+r会进入替换模式，此时就可以进行文本、字符替换操作
• 从命令模式按ctrl+v会进入视图模式 hjkl会进行区域选择，按I进入插入模式，然后按输入//后立马按ESC回到命令模式，就可以实现批量注释

4. 总结

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