vim，gcc，gdb与Makefile的使用

一、Linux编辑器-vim使用

1.vim的基本概念

vim的三种模式(其实有好多模式，目前掌握这3种即可),分别是命令模式（command mode）、插入模式（Insert mode）和底行模式（last line mode），各模式的功能区分如下

（1）正常/普通/命令模式(Normal mode)

控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，移动复制某区段及进入Insert mode下，或者到 last line mode

（2）插入模式(Insert mode)

只有在Insert mode下，才可以做文字输入，按「ESC」键可回到命令行模式。该模式是我们后面用的最频繁的编辑模式。

（3）末行模式(last line mode）

文件保存或退出，也可以进行文件替换，找字符串，列出行号等操作。 在命令模式下，shift+: 即可进入该模式。要查看你的所有模式：打开vim，底行模式直接输入

:help vim-modes

2. vim的基本操作

进入vim,在系统提示符号输入vim及文件名称后，就进入vim全屏幕编辑画面:
不过有一点要特别注意，就是你进入vim之后，是处于[正常模式]，你要切换到[插入模式]才能够输入文字。
[正常模式]切换至[插入模式]三种方法：
（1）输入a（2）输入i（3）输入o

[插入模式]切换至[正常模式]
目前处于[插入模式]，就只能一直输入文字，如果发现输错了字,想用光标键往回移动，将该字删除，可以先按一下「ESC」键转到[正常模式]再删除文字。当然，也可以直接删除。

[正常模式]切换至[末行模式]
「shift + ;」, 其实就是输入「:」

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 (输入「wq」,存盘并退出vim)
: q! (输入q!,不存盘强制退出vim)
 

3.vim正常模式命令集

插入模式

按「i」切换进入插入模式「insert mode」，按“i”进入插入模式后是从光标当前位置开始输入文件；
按「a」进入插入模式后，是从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字；
按「o」进入插入模式后，是插入新的一行，从行首开始输入文字。

从插入模式切换为命令模式

按「ESC」键。
 

移动光标

vim可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，但正规的vim是用小写英文字母「h」、「j」、「k」、「l」，分别控制光标左、下、上、右移一格
按「G」：移动到文章的最后
按「 $ 」：移动到光标所在行的“行尾”
按「^」：移动到光标所在行的“行首”
按「w」：光标跳到下个字的开头
按「e」：光标跳到下个字的字尾
按「b」：光标回到上个字的开头
按「#l」：光标移到该行的第#个位置，如：5l,56l
按［gg］：进入到文本开始
按［shift＋g］：进入文本末端
按「ctrl」+「b」：屏幕往“后”移动一页
按「ctrl」+「f」：屏幕往“前”移动一页
按「ctrl」+「u」：屏幕往“后”移动半页
按「ctrl」+「d」：屏幕往“前”移动半页
 

删除文字

「x」：每按一次，删除光标所在位置的一个字符
「#x」：例如，「6x」表示删除光标所在位置的“后面（包含自己在内）”6个字符
「X」：大写的X，每按一次，删除光标所在位置的“前面”一个字符
「#X」：例如，「20X」表示删除光标所在位置的“前面”20个字符
「dd」：删除光标所在行
「#dd」：从光标所在行开始删除#行
 

复制

「yw」：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中。
「#yw」：复制#个字到缓冲区
「yy」：复制光标所在行到缓冲区。
「#yy」：例如，「6yy」表示拷贝从光标所在的该行“往下数”6行文字。
「p」：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置。注意：所有与“y”有关的复制命令都必须与“p”配合才能完成复制与粘贴功能。
 

替换

「r」：替换光标所在处的字符。
「R」：替换光标所到之处的字符，直到按下「ESC」键为止。
 

撤销上一次操作

「u」：如果您误执行一个命令，可以马上按下「u」，回到上一个操作。按多次“u”可以执行多次回
复。
「ctrl + r」: 撤销的恢复

更改

「cw」：更改光标所在处的字到字尾处
「c#w」：例如，「c3w」表示更改3个字

跳至指定的行

「ctrl」+「g」列出光标所在行的行号。
「#G」：例如，「15G」，表示移动光标至文章的第15行行首。
 

4. vim末行模式命令集

在使用末行模式之前，请记住先按「ESC」键确定您已经处于正常模式，再按「：」冒号即可进入末行模式。

列出行号

「set nu」: 输入「set nu」后，会在文件中的每一行前面列出行号。

跳到文件中的某一行

「#」:「#」号表示一个数字，在冒号后输入一个数字，再按回车键就会跳到该行了，如输入数字15，再回车，就会跳到文章的第15行。

查找字符

「/关键字」: 先按「/」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可以一直按
「n」会往后寻找到您要的关键字为止。
「?关键字」：先按「?」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可以一直
按「n」会往前寻找到您要的关键字为止。

保存文件

「w」: 在冒号输入字母「w」就可以将文件保存起来

离开vim

「q」：按「q」就是退出，如果无法离开vim，可以在「q」后跟一个「!」强制离开vim。
「wq」：一般建议离开时，搭配「w」一起使用，这样在退出的时候还可以保存文件。
 

二、Linux编译器-gcc/g++使用

1. 背景知识

（1）预处理（进行宏替换)
（2）编译（生成汇编)
（3）汇编（生成机器可识别代码）
（4）连接（生成可执行文件或库文件)

2. gcc如何完成

格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

预处理(进行宏替换)

预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。
预处理指令是以#号开头的代码行。
实例: 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（生成汇编）

在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。
用户可以使用“-S”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。
实例: gcc –S hello.i –o hello.s

汇编（生成机器可识别代码）

汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了
实例: gcc –c hello.s –o hello.o

连接（生成可执行文件或库文件）

在成功编译之后,就进入了链接阶段。
实例: gcc hello.o –o hello
 

3.gcc选项

-E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面
-S 编译到汇编语言不进行汇编和链接
-c 编译到目标代码
-o 文件输出到 文件
-static 此选项对生成的文件采用静态链接
-g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
-O0
-O1
-O2
-O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
-w 不生成任何警告信息。
-Wall 生成所有警告信息。
 

三、Linux调试器-gdb使用

1. 背景

程序的发布方式有两种，debug模式和release模式
Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式
要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项
 

2. 开始使用

gdb binFile 退出： ctrl + d 或 quit 调试命令：

list／l 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
list／l 函数名：列出某个函数的源代码。
r或run：运行程序。
n 或 next：单条执行。
s或step：进入函数调用
break(b) 行号：在某一行设置断点
break 函数名：在某个函数开头设置断点
info break ：查看断点信息。
finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
print(p)：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数
p 变量：打印变量值。
set var：修改变量的值
continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序
run(或r)：从开始连续而非单步执行程序
delete breakpoints：删除所有断点
delete breakpoints n：删除序号为n的断点
disable breakpoints：禁用断点
enable breakpoints：启用断点
info(或i) breakpoints：参看当前设置了哪些断点
display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪
until X行号：跳至X行
breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数
info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值
quit：退出gdb
 

四、Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

1.背景

会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力
一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作
makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。
make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。
make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。
 

2.实例代码

C代码

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello Makefile!\n");
return 0;
}

Makefile文件 hello:hello.o gcc hello.o -o hello hello.o:hello.s gcc -c hello.s -o hello.o hello.s:hello.i gcc -S hello.i -o hello.s hello.i:hello.c gcc -E hello.c -o hello.i

.PHONY:clean
clean:
rm -f hello.i hello.s hello.o hello

3.依赖关系

上面的文件 hello ,它依赖 hell.o
hello.o , 它依赖 hello.s
hello.s , 它依赖 hello.i
hello.i , 它依赖 hello.c

4.依赖方法

gcc hello.* -option hello.* ,就是与之对应的依赖关系

5.原理

make是如何工作的,在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，
（1）make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
（2）如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“hello”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
（3）如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。
（4）如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
（5）当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件hello了。
（6）这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
（7）在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
（8）make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。

6.项目清理

工程是需要被清理的

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello Makefile!\n");
return 0;
}

.PHONY:clean
clean:
rm -f hello.i hello.s hello.o hello

像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。但是一般我们这种clean的目标文件，我们将它设置为伪目标,用 .PHONY 修饰,伪目标的特性是，总是被执行的。可以将我们的 hello 目标文件声明成伪目标，测试一下。