Linux：常用软件、工具和周边知识介绍

1.yum-管理软件包的工具

1.1基本介绍

Yum（Yellowdog Updater Modified）：

Yum是Linux系统中用于管理软件包的工具，类似于手机上的应用商店。是基于 RPM（Red Hat Package Manager）的系统，用于管理 RPM 软件包 ，它提供了一种方便的方式来搜索、下载、安装和卸载软件包，使得软件的管理变得简单而高效。

安装软件的方式：

1. 源代码安装：需要手动下载源代码并进行编译安装，比较繁琐，需要处理依赖关系。
2. RPM包直接安装：可以直接使用RPM包进行安装，但是需要手动处理依赖关系，不够方便。
3. Yum（或apt-get）：Yum是Linux系统预装的一个命令，也可以通过apt-get在Debian系列的系统中使用。它们提供了一个类似应用商店的方式，通过简单的命令即可搜索、下载、安装和卸载软件包，而且会自动处理依赖关系，非常方便。

注意：

1. yum在安装软件时需要从服务器上下载RPM包，并且在同一时刻只能允许一个yum进程进行安装操作。这是因为yum在安装过程中可能会修改系统的配置和文件，如果同时有多个yum进程进行操作，可能会导致不可预测的结果和系统不稳定性。
2. 另外，yum需要通过网络访问软件源来下载安装软件包

      +--------------------------+             +----------------------+
      |                          |             |                      |
      |  软件包服务器（软件源）  |    --------->  |     本地系统、云服务器  |
      |                          |  下载软件包  |                      |
      +--------------------------+             +----------------------+

1.2yum的使用

我们删除，下载时是需要有root权限的。

选项：

• -y 或 --assumeyes：在提示时自动回答"yes"。
• -q 或 --quiet：安静模式，减少输出信息

以下是使用yum的常用操作(这里只介绍部分了)：

更新软件包列表：

sudo yum update

这将更新可用软件包的列表，以确保您系统上的所有软件包都是最新的。

搜索软件包：

yum search package_name

使用此命令搜索特定软件包。例如，如果要搜索Apache软件包，可以使用yum search apache。

安装软件包：

sudo yum install package_name

使用此命令安装特定的软件包。例如，要安装Apache服务器，可以使用yum install httpd。

更新软件包：

sudo yum update package_name

使用此命令更新特定的软件包。例如，要更新Apache服务器，可以使用yum update httpd。

删除软件包：

sudo yum remove package_name

使用此命令删除特定的软件包。例如，要删除Apache服务器，可以使用yum remove httpd。

列出已安装的软件包：

yum list installed

使用此命令列出所有已安装的软件包。

清理缓存：

sudo yum clean all

使用此命令清理Yum缓存，以释放磁盘空间。

1.3yum的周边生态

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各种各样的软件和包服务器由不同的组织、个人或机构提供。这些服务器可以分为两类：基础软件源和拓展软件源。

1. 基础软件源：

• 基础软件源通常由Linux发行版的官方团队或相关组织提供，如Red Hat、CentOS、Debian、Ubuntu等。
• 这些软件源提供了操作系统的核心组件、常用工具和基本服务所需的软件包。
• 它们通常包含了操作系统的核心组件、常用工具和基本服务所需的软件包，以确保系统的稳定性和安全性。

1. 拓展软件源：

• 拓展软件源是由第三方组织或社区提供的，如EPEL、RPM Fusion等。
• 这些软件源提供了一些官方软件源中没有的软件包，或者提供了更新版本的软件包，以满足用户更多的需求。
• 它们提供了更多的软件选择和功能扩展，如多媒体编解码器、图形界面工具、开发工具等。

我们可以通过：来安装拓展软件源

yum install -y epel-release

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1.4软件包介绍

使用：yum list | grep vim

该命令用于在 yum 软件包列表中查找包含 “vim” 关键字的软件包。这样做可以过滤出与 Vim 相关的软件包信息，使结果更易于阅读和理解。

• yum list：列出所有可用的软件包。
• |：管道符号，将 yum list 的输出作为 grep 命令的输入。
• grep vim：使用 grep 工具搜索包含 “vim” 关键字的行。

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第一列：

• 软件包名称: 主版本号.次版本号.源程序发行号-软件包的发行号.主机平台.cpu架构.
• x86_64后缀表示64位系统的安装包, “i686” 后缀表示32位系统安装包. 选择包时要和系统匹配

第二列：软件包的版本号 第三列：软件包的存储库来源

2.vim-多模式的文本编辑器

2.1基本介绍

vim（Vi IMproved）是一个功能强大的文本编辑器，常用于在终端中编辑文本文件。它是 Unix 系统下的一个经典编辑器，具有丰富的功能和灵活的配置选项 vim 提供了多种编辑模式，包括普通模式、插入模式、命令行模式(进入默认这个)等，让用户可以高效地进行编辑操作

我们使用： vim 文件名 即可直接进入到文件中 退出vim及保存文件,在[正常模式]下，按一下「:」冒号键进入「Last line mode」,例如:

w （保存当前文件）

wq（保存并退出）

2.2基本模式介绍

1. 命令模式（Normal mode） 在命令模式下，我们可以控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，复制粘贴，剪贴等操作。
2. 插入模式（Insert mode） 只有在插入模式下才能进行文字输入，该模式是我们使用最频繁的编辑模式。
3. 底行模式（Command mode） 在底行模式下，我们可以将文件保存或退出，也可以进行查找字符串等操作。在底行模式下我们还可以直接输入vim help-modes查看当前vim的所有模式

当前处于什么模式，在进入vim后，左下角能看到

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三种模式之间的切换

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2.2.1命令模式（Normal mode）

在 Vim 中，命令模式（Normal Mode）是默认的模式，在这个模式下你可以执行各种编辑文本的操作。

以下是一些常用的命令模式下的操作：

这些操作都是在 Vim 的命令模式（Normal Mode）下使用的。在命令模式下，你可以通过按下不同的键来执行各种编辑文本的操作。这里详细说明一下你提到的一些常用操作：

1. 进入插入模式（Insert Mode）：
   • 按下 i 键进入插入模式，光标将定位到当前位置之前，可以开始插入文字。
   • 按下 a 键进入插入模式，光标将定位到当前位置之后，可以开始插入文字。
   • 按下 o 键进入插入模式，在当前行的下方插入一个新的空行，光标将定位到新行的起始位置。
2. 移动光标：
   • 使用 h、j、k、l 分别向左、下、上、右移动光标。
   • 使用 w 和 b 分别跳到下一个单词的开头和上一个单词的开头。
   • 使用 ^ 跳到当前行的第一个非空字符处。
   • 使用 $ 跳到当前行的最后一个字符处。
   • 使用 gg 跳到文件的开头，G 跳到文件的末尾。
3. 删除文字：
   • 使用 x 删除光标所在位置的字符，X 删除光标前一个字符。
   • 使用 dd 删除当前行，ndd 删除当前行及其后的 n-1 行。
4. 复制和粘贴：
   • 使用 yw 复制光标所在位置到单词末尾的内容，yy 复制整行。
   • 使用 p 粘贴已经复制或删除的内容到光标位置后。
5. 替换：
   • 使用 r 替换光标所在位置的字符。
6. 撤销和重做：
   • 使用 u 撤销上一步操作，Ctrl + r 重做上一步操作的撤销。
7. 更改：
   • 使用 cw 更改光标所在位置到单词末尾的内容，c#w 更改指定数量的单词。
8. 跳转至指定行：
   • 使用 :n 跳转至第 n 行，例如 :15 跳转至第 15 行。

2.2.2插入模式（Insert mode）

在 Vim 编辑器中，插入模式（Insert Mode）是用于输入和编辑文本的模式。在插入模式下，你可以直接在文本中插入、编辑和删除字符，就像在普通的文本编辑器中一样。

在插入模式下，你可以自由地编辑文本，直到按下 Esc 键退出插入模式，回到普通模式（Normal Mode）为止。插入模式是 Vim 编辑器中最常用的模式之一，能够有效地提高文本编辑的效率。

2.2.3底行模式（Command mode）

在使用末行模式之前，请确保您已经处于正常模式，按下「ESC」键，然后按下冒号「:」键即可进入末行模式。

1. 列出行号

要在文件中的每一行前面显示行号，可以使用以下命令：

:set nu

执行上述命令后，编辑器会在每一行前面显示行号。

1. 跳到文件中的某一行

要跳到文件的特定行，可以在冒号后输入行号，然后按回车键。例如，要跳到第 15 行，可以执行以下命令：

:15

执行上述命令后，编辑器会跳到文件的第 15 行。

1. 查找字符

Vim 提供了两种查找字符的方式：

1. 使用 / 进行向后查找。
2. 使用 ? 进行向前查找。

例如，要向后查找某个关键字，可以执行以下命令：

/关键字

执行上述命令后，编辑器会开始向后查找包含指定关键字的文本。

如果要向前查找关键字，可以执行以下命令：

?关键字

执行上述命令后，编辑器会开始向前查找包含指定关键字的文本。

1. 保存文件

要保存文件，可以执行以下命令：

:w

执行上述命令后，编辑器会将文件保存到磁盘上，但不会退出编辑器。

1. 离开 Vim

要退出 Vim 编辑器，可以执行以下命令：

:q

执行上述命令后，如果文件未做过修改，编辑器会立即退出。如果文件已经做过修改，编辑器会提示保存文件或者放弃修改。

如果要强制退出而不保存修改，可以执行以下命令：

:q!

执行上述命令后，编辑器会立即退出，且不会保存任何修改。

如果想在退出之前保存文件，可以执行以下命令：

:wq

执行上述命令后，编辑器会保存文件并退出。

这些是一些常用的末行命令，可以帮助您更有效地编辑和管理文件。

2.3 批量注释和批量删前面的空格

批量注释

批量注释：

1. 按下 Ctrl + v 进入可视块模式。
2. 使用 hjkl 键选择要注释的区域，按 j 键向下移动选择。
3. 按下 Shift + i 进入插入模式，并按下 = 符号添加注释符号。
4. 输入注释符号 //（或其他符号），然后按下 Esc 键退出插入模式。

批量去注释：

1. 按下 Ctrl + v 进入可视块模式。
2. 使用 hjkl 键选择已注释的区域。
3. 按下 d 键删除选择的注释行。
4. 按下 Esc 键退出可视块模式。

批量删前面的空格

1. 按下 Ctrl + v 进入可视块模式。
2. 使用 hjkl 键选择要注释的区域，按 j 键向下移动选择。
3. 按下d就可删除选中的区域

3.gcc/g++ –Linux编译器

3.1基本介绍

gcc和g++是在Linux系统中常用的编译器，用于编译C和C++程序。

• gcc: GNU Compiler Collection（GNU编译器套件），用于编译C程序。
• g++: GNU C++ Compiler（GNU C++编译器），用于编译C++程序。

这两个编译器提供了丰富的功能和选项，可以将源代码文件编译成可执行文件。编译器可以处理多个源文件，并生成相应的目标文件，最后将目标文件链接在一起生成可执行文件。

这里二者用法几乎一样，我举例子用gcc举例

格式： gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

常用的选项：

• -E: 只激活预处理，不生成文件，需要将其重定向到一个输出文件中。
• -S: 将源代码编译成汇编语言文件，但不进行汇编和链接。
• -c: 编译源代码到目标代码，生成目标文件而不进行链接。
• -o: 指定输出文件的名称(重命名生成文件)，后面跟着输出文件的路径和名称。
• -static: 采用静态链接，生成的文件使用静态库链接。（自动默认是动态链接）
• -g: 生成调试信息，方便调试器进行调试。
• -shared: 尽量使用动态库，生成文件较小，但需要系统支持动态库。
• -O0, -O1, -O2, -O3: 编译器的优化级别，分别表示没有优化、默认优化级别、优化级别2和优化级别3。
• -w: 不生成任何警告信息

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3.2编译过程

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编译过程通常包括以下四个阶段：

预处理（Preprocessing）：

• 在这个阶段，预处理器将源代码中的预处理指令（如宏替换、条件编译等）处理成适合编译器进一步处理的形式。
• 预处理器的工作包括文件包含（#include）、宏替换（#define）、条件编译（#ifdef、#ifndef等）等。

所谓的头文件展开，本质是在预处理的时候，将头文件内容拷贝至源文件

• 预处理器处理后的文件通常具有更大的体积，并且不包含注释和空行。

gcc –E hello.c –o hello.i

选项-E,该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程。

选项-o是指目标文件,.i文件为已经过预处理的C原始程序

编译（Compiling）：

• 编译器接收预处理阶段生成的文件，并将其翻译成汇编语言（Assembly Language）。
• 编译器的工作包括词法分析、语法分析、语义分析、优化等。
• 编译器输出的结果是以汇编语言表示的中间代码。

gcc –S hello.i –o hello.s

选项-S进行编译而不进行汇编,生成汇编代码

汇编（Assembling）：

• 汇编器接收编译阶段生成的汇编代码，并将其翻译成机器可识别的目标文件（二进制文件）。
• 汇编器的工作是将汇编指令翻译成对应的机器指令，并生成与目标硬件架构兼容的目标文件。

gcc –c hello.s –o hello.o

选项-c就可看到汇编代码已转化为.o的二进制目标代码了

连接（Linking）：

• 连接器接收一个或多个目标文件以及库文件，并将它们组合在一起生成可执行文件或者共享库。
• 连接器的工作包括符号解析、重定位、链接库的加载等。
• 最终生成的可执行文件或共享库包含了所有必要的代码和数据，可以在操作系统上运行。

gcc hello.o –o hello

注意这里是hello.o的二进制代码文件

3.2 动静态库

本质都是文件

1. 静态库（Static Library）：

• 定义：静态库是一组已编译的目标文件（通常以.a为后缀），其中包含了函数和数据，可以被多个程序使用。
• 特点：
  • 在编译时将静态库的代码复制到可执行文件中，因此可执行文件会比较大。
  • 程序在编译时就会把所需的库函数代码和数据加入到可执行文件中，因此在运行时不需要依赖外部的库文件。
  • 每个使用了静态库的程序都会拷贝一份静态库代码，造成了一定的代码冗余。
  • 使用静态库编译的程序可以在没有任何其他文件的情况下运行。
• 使用方法：在编译时，通过链接器将静态库与目标文件链接成一个可执行文件。

2. 动态库（Dynamic Library）：

• 定义：动态库是一组已编译的目标文件（通常以.so为后缀），其中包含了函数和数据，可以被多个程序使用。
• 特点：
  • 动态库的代码不会被复制到可执行文件中，而是在程序运行时由动态链接器加载到内存中。
  • 可执行文件相对较小，因为它只包含了链接到动态库的信息，而不是实际的库代码。
  • 多个程序可以共享同一个动态库的实例，节省系统资源。
  • 动态库的更新更加灵活，只需要替换动态库文件，不需要重新编译程序。
• 使用方法：在编译时，通过链接器将动态库与目标文件链接成一个可执行文件，并在程序运行时由动态链接器动态加载。

在Linux里，gcc默认是进行动态链接的，使用动态库。想要使用静态链接，可以用：

gcc test.c -static

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4.make/Makefile –Linux项目自动化构建工具

make 是一个用于自动化构建项目的工具，通常配合一个名为 Makefile 的文件使用。Makefile 文件包含了一系列规则和命令，描述了项目中各个文件之间的依赖关系以及如何构建和编译项目。

以下是 Makefile 文件的基本结构：

target: dependencies
    command

• target 是一个需要构建的目标文件名，可以是可执行文件、目标文件或者是伪目标（如 clean 等）。
• dependencies 是构建 target 所依赖的文件列表。
• command 是构建 target 所执行的命令。

例如，下面是一个简单的 Makefile 文件示例：

   test_make:test.c
       gcc -o test_make test.c
   clean:
       rm -f test_make 

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在Makefile中，依赖关系表示目标文件依赖于哪些其他文件，而依赖方法表示如何生成目标文件

1. 依赖关系：
   • 在Makefile中，每个目标文件都有一组依赖关系，这些依赖关系指示了生成目标文件所需的其他文件或操作。
   • 依赖关系是指在构建目标文件之前需要先构建或获取的文件或操作。
   • 依赖关系通常是源文件或其他目标文件，它们是构建目标文件的输入或先决条件。
   • 如果任何一个依赖关系发生了变化（例如，文件已被修改），则目标文件将被重新生成。
2. 依赖方法：
   • 依赖方法指定了如何生成目标文件，即构建目标文件所需的命令或操作。
   • 依赖方法包含了一系列的命令，这些命令被执行以生成目标文件。
   • 常见的依赖方法包括编译源文件、链接目标文件等。
   • 依赖方法通常使用命令工具（如编译器、链接器等）来执行所需的操作。

上面的例子里： 在这个简单的Makefile中，存在一个目标文件 test_make 和一个伪目标文件 clean。下面是它们的依赖关系和依赖方法的解释：

1. 依赖关系：

• 目标文件 test_make 的依赖关系是源文件 test.c。这意味着在生成 test_make 目标文件之前，必须先生成 test.c 文件。
• 由于 test_make 是一个可执行文件，它依赖于 test.c 文件的存在和正确性。如果 test.c 发生了变化（例如，被修改或重命名），则需要重新生成 test_make。

1. 依赖方法：

• 对于目标文件 test_make，依赖方法是通过 gcc 编译器将 test.c 源文件编译为可执行文件 test_make。

1. clean目标：

• 伪目标 clean 并没有实际的依赖关系，因此它不会触发任何依赖方法。
• 依赖方法 rm -f test_make 是用来清理目标文件的命令。当执行 make clean 命令时，它将删除名为 test_make 的文件。

1. Makefile的扫描：

• Makefile 是用来指导 make 工具构建目标文件的文件。当你执行 make 命令时，make 工具会查找当前目录下的名为 Makefile 或 makefile 的文件，并按顺序执行其中定义的目标。
• 在默认情况下，make 工具会从上到下扫描Makefile文件，并构建第一个目标。这意味着，如果你在Makefile中定义了多个目标，只有第一个目标会被构建。

1. 如何确定目标文件是否最新：

• 当你执行 make 命令时，make 工具会比较每个目标文件和它所依赖的源文件的修改时间。如果源文件的修改时间比目标文件的修改时间更晚，或者目标文件不存在，make 工具会执行构建该目标文件的命令。否则，如果目标文件的修改时间比源文件的修改时间更晚，make 工具认为该目标文件是最新的，不需要重新构建。
• 对于可执行文件来说，make 工具也会比较可执行文件和它所依赖的源文件的修改时间。如果可执行文件的修改时间比源文件的修改时间更晚，或者源文件的修改时间比最新的可执行文件的修改时间更晚，那么 make 工具会重新构建可执行文件。

扩展

伪目标是 Makefile 中的一种特殊类型的目标，它不表示一个真实的文件，而是表示一个命令序列或操作。使用伪目标可以告诉 make 工具，该目标不对应任何实际文件，因此总是需要执行其后定义的命令。这在执行一些通用操作，比如清理、打包等情况下非常有用。

在 Makefile 中，使用 .PHONY 来声明一个目标为伪目标。这样，当 make 命令执行时，就会忽略目标对应文件的存在与否，直接执行后续定义的命令。

.PHONY: clean
clean:
    rm -f *.o

clean 是一个伪目标，它不代表任何实际文件。无论是否存在名为 clean 的文件，执行 make clean 命令时，都会执行 rm -f *.o 命令来清理所有 .o 文件。

@ 和 ^ 是 make 中的自动化变量，用于表示目标和依赖的列表。具体含义如下：

• $@ 表示目标文件的名称。
• $^ 表示所有依赖文件的列表。

这些自动化变量通常用于构建命令中，以方便地引用目标和依赖文件。例如：

test: test.c
    gcc -o $@ $^

@ 会被替换为目标文件 test，^ 会被替换为所有依赖文件列表，即 test.c。因此，执行 make test 命令时，相当于执行 gcc -o test test.c，将 test.c 编译成可执行文件 test。

原理

1. 当你输入 make 命令时，make 工具会在当前目录下查找名为 Makefile 或 makefile 的文件。
2. 如果找到了 Makefile 文件，make 将会查找文件中的第一个目标（target），并把它作为最终的目标文件。
3. 如果该目标文件不存在，或是其依赖的文件比目标文件的修改时间新（包括依赖的文件和目标文件本身），那么 make 将会执行后面定义的命令来生成目标文件。
4. 如果目标文件的依赖文件也不存在，那么 make 将会在当前文件中查找目标文件的依赖性，并根据规则生成缺失的依赖文件。
5. 当所有依赖关系都得到满足后，make 会按照依赖关系逐层构建，直到生成最终的目标文件。
6. 如果在查找依赖关系的过程中遇到错误，比如某个被依赖的文件找不到，make 会直接退出并报。但对于生成目标文件时出现的错误，或编译不成功的情况，make 不会立即退出，而是继续执行后续的规则。
7. make 工具只关心文件之间的依赖关系，如果依赖关系满足，就会执行后续的命令来生成目标文件。如果依赖关系不满足，make 将不会进行后续操作。

好啦这次就先到这里了，下次会给大家带来进程相关的知识啦！！