Linux命令基础——makefile+gdb+IO

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08-linux-day03(makefile-gdb-IO)

目录：附：ftp工具介绍——FlashFXP一、学习目标二、makefile1、makefile编写12、makefile编写23、makefile编写34、makefile补充三、gdb1、gdb调试2、gdb调试core文件四、系统函数1、系统api与库函数的关系2、open、close函数介绍3、open、close实现4、read、write5、lseek实现文件读写位置改变6、lseek计算文件大小7、lseek拓展文件8、阻塞和非阻塞相关的概念9、fcntl函数设置非阻塞

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附：ftp工具介绍——FlashFXP

FlashFXP允许你从任何FTP服务器直接传输文件到你的本地硬盘，或者在两个FTP站点之间传输文件，即站点到站点传输，而无须经过自己的计算机。要实现站点至站点的文件传递，我们需要将本地文件浏览器界面切换至远程文件浏览器界面，并且需要两个站点都支持此功能。

FlashFXP下载(免安装)：https://www.cr173.com/soft/15632.html

FlashFXP与虚拟机VMware进行文件传输——http://www.linuxidc.com/Linux/2010-07/26992.htm

ubuntu安装ftp服务器(一般配置)+FlashFXP与虚拟机传输文件——https://www.cnblogs.com/wolf-sky/archive/2012/09/19/2694311.html

使用：打开“站点”——>“站点管理器”——>“新建站点”，名字随便起(如：new)，确定——>连接类型：选择“SFTP over SSH”；地址输入：“192.168.5.100”(Ubuntu的IP地址)，用户名输入：wang，密码输入：root；远程路径输入：/home/wang(也可以不配置)——>点击“应用”；点击“连接”。

连接成功后，左侧为“Windows系统的文件”，右侧为“Ubuntu的文件”，将左右侧分别选择到文件位置和待拷贝的位置，然后鼠标选中“准备拷贝的文件”，然后鼠标右键“传输选定项”，就会传到“待拷贝位置”。

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一、学习目标

1、熟练使用规则编写简单的makefile文件

2、熟练使用makefile中的变量

3、熟练使用makefie中的函数

4、熟练掌握gdb相关调试命令的使用

5、了解概念：pcb和文件描述符，虚拟地址空间

6、熟练掌握Linux系统IO函数的使用(open、read、write、lseek)

7、了解阻塞和非阻塞的概念

二、makefile

文件准备：head.h main.c add.c sub.c div.c mul.c

新建目录include，将head.h放入其中，head.h：

1 int add(int a, int b);
2 int sub(int a, int b);
3 int div(int a, int b);
4 int mul(int a, int b);

main.c：

1 #include 
2 #include "head.h"
3 int main(int a, int b)
4 {
5     int sum = add(2, 24);
6     printf("sum = %d\n", sum);
7     return 0;
8 }

add.c：

1 #include "head.h"
2 int add(int a, int b)
3 {
4     int result = a + b;
5     return result;
6 }

sub.c：

1 #include "head.h"
2 int sub(int a, int b)
3 {
4     int result = a - b;
5     return result;
6 }

div.c：

1 #include "head.h"
2 int div(int a, int b)
3 {
4     int result = a / b;
5     return result;
6 }

mul.c：

1 #include "head.h"
2 int mul(int a, int b)
3 {
4     int result = a * b;
5     return result;
6 }

1、makefile编写1

(1)makefile的命名规则：

　　makefile

　　Makefile

(2) makefile的三要素

　　目标

　　依赖

　　规则命令

(3)写法

目标:依赖

Tab键 规则命令

如：(第1版makefile)

app:main.c add.c sub.c div.c mul.c

　　gcc -o app -I./include main.c add.c sub.c div.c mul.c

如果更改其中一个文件，所有的源码都重新编译

可以考虑编译过程分解，先生成.o文件，然后使用.o文件生成结果(规则是递推的，依赖文件如果比目标文件新，则重新生成目标)

如：(第二版makefile)

app:main.o add.o sub.o div.o mul.o

　　gcc -o app -I./include main.o add.o sub.o div.o mul.o

main.o:main.c

　　gcc -c main.c -I ./include

add.o:add.c

　　gcc -c add.c -I ./include

sub.o:sub.c

　　gcc -c sub.c -I ./include

div.o:div.c

　　gcc -c div.c -I ./include

mul.o:mul.c

　　gcc -c mul.c -I ./include

更改：

#ObjFiles定义目标文件

ObjFiles=main.o add.o sub.o div.o mul.o

#目标文件用法：$(var)

app:$(ObjFiles)

　　gcc -o app -I./include main.o add.o sub.o div.o mul.o

main.o:main.c

　　gcc -c main.c -I ./include

add.o:add.c

　　gcc -c add.c -I ./include

sub.o:sub.c

　　gcc -c sub.c -I ./include

div.o:div.c

　　gcc -c div.c -I ./include

mul.o:mul.c

　　gcc -c mul.c -I ./include

2、makefile编写2

makefile的隐含规则：默认处理第一个目标

》函数：

　　wildcard可以进行文件匹配

　　patsubst内容的替换

》变量：

　　$@——代表目标

　　$^——代表全部依赖

　　$<——第一个依赖

　　$?——第一个变化的依赖

继续更改：(第三版makefile)

#get all .c files

SrcFiles=$(wildcard *.c)

#all .c files --> .o files

ObjFiles=$(patsubst %.c,%.o,$(SrcFiles))

#目标文件用法：$(var)

app:$(ObjFiles)

　　gcc -o app -I./include $(ObjFiles)

#模式匹配规则，$@,$<，这样的变量，只能在规则中出现

%.o:%.c

　　gcc -c $< -I./include -o $@

#测试变量

test:

　　echo $(SrcFiles)

　　echo $(ObjFiles)

》测试变量：make test

3、makefile编写3

》增加清理功能，

继续更改：(第四版makefile)

#get all .c files

SrcFiles=$(wildcard *.c)

#all .c files --> .o files

ObjFiles=$(patsubst %.c,%.o,$(SrcFiles))

#目标文件用法：$(var)

app:$(ObjFiles)

　　gcc -o app -I./include $(ObjFiles)

#模式匹配规则，$@,$<，这样的变量，只能在规则中出现

%.o:%.c

　　gcc -c $< -I./include -o $@

#测试变量：@命令不输出

test:

　　@echo $(SrcFiles)

　　@echo $(ObjFiles)

#清理功能：-f强制删除；规则前的@命令代表不输出该条规则的命令；规则前的-代表该条规则执行报错，继续执行；

clean:

　　-@rm *.o

　　rm -f app

》清理文件：make clean

》在本目录下增加clean文件，clean不能使用

继续更改：(第五版makefile)

#get all .c files

SrcFiles=$(wildcard *.c)

#all .c files --> .o files

ObjFiles=$(patsubst %.c,%.o,$(SrcFiles))

all:app app1

(空行)

#目标文件用法：$(var)

app:$(ObjFiles)

　　gcc -o $@ -I./include $(ObjFiles)

app1:$(ObjFiles)

　　gcc -o $@ -I./include $(ObjFiles)

#模式匹配规则，$@,$<，这样的变量，只能在规则中出现

%.o:%.c

　　gcc -c $< -I./include -o $@

#测试变量：@命令不输出

test:

　　@echo $(SrcFiles)

　　@echo $(ObjFiles)

#清理功能：-f强制删除；规则前的@命令代表不输出该条规则的命令；规则前的-代表该条规则执行报错，继续执行；

#定义伪目标，防止有歧义

.PHONY:clean all

clean:

　　-@rm -f *.o

　　-@rm -f app app1

》清理文件：make clean

4、makefile补充

(1)头文件更改，.o需要重新编译，所以不推荐把头文件放到app:$(ObjFiles) include/head.h

(2)指定编译某个文件：make -f makefile1

三、gdb

文件准备：head.h fun.c main.c(在目录gdb0629下)

main.c：

 1 #include 
 2 #include 
 3 #include 
 4 #include "head.h"
 5 typedef struct TTfunInfo
 6 {
 7     int fun_type;//函数的类型
 8     int a;//函数的第一个参数
 9     int b;//函数的第二个参数
10     char funname[10];//函数名称
11 }TfunInfo;
12 int main(int argc, char* argv[])
13 {
14     int a = 2;
15     int i = 0;
16     int a1 = 10, b1 =5;
17     TfunInfo funinfo[2];
18     char *Msg = "I will die!";
19     //Msg[0] = '1';
20     if(argc == 3)
21     {
22         a1 = atoi(argv[1]);
23         b1 = atoi(argv[2]);
24         funinfo[0].a = a1;
25         funinfo[0].b = b1;
26         funinfo[1].a = a1;
27         funinfo[1].b = b1;
28     }
29     for(i = 0; i < 2; i++)
30     {
31         printf("i===%d,LINE=%d\n",i,__LINE__);
32         if(i == 0)
33         {
34             funinfo[i].fun_type = 1;//call sum
35             printf("begin call sum\n");
36             strcpy(funinfo[i].funname, "sum");
37             sum(funinfo[i].a, funinfo[i].b);
38         }
39         if(i == 1)
40         {
41             funinfo[i].fun_type = 2;//call mul
42             printf("begin call mul\n");
43             strcpy(funinfo[i].funname, "mul");
44             mul(funinfo[i].a, funinfo[i].b);
45         }
46     }
47     printf("byebye\n");
48     return 0;
49 }

head.h：

1 int sum(int a, int b);
2 int mul(int a, int b);

func.c：

 1 #include 
 2 #include "head.h"
 3 
 4 int sum(int a, int b)
 5 {
 6     printf("weldome call %s,a=%d,b=%d\n",__FUNCTION__,a,b);
 7     return a+b;
 8 }
 9 int mul(int a, int b)
10 {
11     printf("weldome call %s,a=%d,b=%d\n",__FUNCTION__,a,b);
12     return a*b;
13 }

1、gdb调试

使用gdb：编译的时候加-g参数

　　如：gcc func.c main.c -o app -I./ -g

启动gdb：gdb app(对应可执行程序名)

　　按回车可以继续执行下一条指令

　　r(un)——启动

　　　　run也可以指定参数，如：r 12 7(相当于./app 12 7)

　　start——启动，停留在main函数，分步调试

　　n(ext)——下一条指令，

　　s(tep)——下一条指令，可以进入函数内部，库函数不能进

　　q(uit)——退出gdb

　　set——给参数或变量赋值

　　　　设置启动参数：set args 10 6(相当于./app 10 6)

　　　　set 变量名=值(如：set args=3——当函数执行至断点前，临时把判断条件的值改变)

　　　　　　　　　　(如：set argv[1]="12"；(回车)set argv[2]="7"——临时把argv[1]和argv[2]赋值)

　　l(ist)——默认查看还有main函数的代码，默认10行，回车，继续10行

　　　　l 文件名：行号(如：l func.c:1——查看func.c从第1行开始的10行代码)

　　b(reak)——增加断点

　　　　b 行号(如：b 17——默认在main函数第17行设置了断点)

　　　　b 函数名(如：b sum——在func.c的sum函数处设置了断点)

　　　　b 文件名：行号(如：b func.c:6——func.c第6行设置了断点)

　　　　设置条件断点

　　　　　　b 行号 条件(如：b 32 if i==1——只有if=1的时候才进入断点，即停止)

　　i(nfo) b——查看所有断点编号

　　d(elete)——删除断点

　　　　d 断点标号(如：d 4——删除info表中的4号断点)　　

　　c(ontinue)——继续执行，直到下一个断点

　　p(rint)——打印变量的值

　　　　p 变量名(如：p argc——打印变量argc的值：$1 = 3)

　　　　p 结构体名(如：p funinfo——打印结构体funinfo中各个值的信息：$2 = {{fun_type = 1, a = 10, b = 419666005, funname = }...})

　　　　p 变量名(如：p i——打印i的值：$3 = 0)

　　ptype——打印 变量的类型

　　　　ptype 变量(如：ptype i——打印i的类型：type = int)

 　　display——追踪某个变量的值，查看变量具体什么时候变化，每步执行，都打印

　　　　display 变量名(如：display argc——跟踪输出argc的值：argc = 1)

　　　　info display——查看所有跟踪的变量名及编号

　　undisplay——删除显示变量，需要查看编号

　　　　undisplay 编号(如：undisplay 1——删除跟踪编号为1的变量)

2、gdb调试core文件

 　   设置生成core:ulimit -c unlimited

　　取消生成core:ulimit -c 0

　　设置core文件格式：/proc/sys/kernel/core_pattern

　　　　文件不能vi，可以用后面的套路 echo "/corefile/core-%e-%p-%t">/proc/sys/kernel/core_pattern

　　　　　　%e：添加命令名；%p添加pid；%t添加core文件生成时的unix时间

core记录了案发现场

　　gdb app core——将会显示在哪里出错了，如果还是看不到，输入where查看

四、系统函数

1、系统api与库函数的关系

2、open、close函数介绍

》open

　　查看man 2 open

　　　　int open(const char* pathname, int flags);

　　　　int open(const char* pathname, int flags, mode_t mode);

　　　　　　pathname 文件名

　　　　　　flags

　　　　　　　　必选项：

　　　　　　　　　　O_RDONLY只读；

　　　　　　　　　　O_WRONLY只写；

　　　　　　　　　　O_RDWR读写

　　　　　　　　可选项：

　　　　　　　　　　O_APPEND追加；

　　　　　　　　　　O_CREAT创建文件

　　　　　　　　　　　　O_EXCL与O_CREAT一起使用，如果文件存在，则报错

　　　　　　　　　　　　mode权限位，最终(mode &~ umask)

　　　　　　　　　　ONONBLOCK非阻塞

　　　　　　返回值：返回最小的可用文件描述符，失败返回-1，设置errno

》close

　　查看：man 2 close　　

　　　　int close(int fd);

　　　　　　fd open打开的文件描述符

　　　　　　返回值：成功返回0，失败返回-1，设置errno

3、open、close实现

练习：mytouch.c(open与close实现touch的弱化功能)

>touch mytouch.c

>vi mytouch.c

 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 
 7 int main(int argc,char* argv[])
 8 {
 9     if(argc != 2)
10     {
11         printf("./a.out filename\n");
12         return -1;
13     }
14     int fd = open(argv[1], O_RDONLY | O_CREAT, 0666);
15     close(fd);
16     return 0;
17 }

>gcc mytouch.c

>./a.out

>./a.out xxx

4、read、write

》read

　　查看：man 2 read

　　　　ssize_t read(int fd,void *buf,size_t count);

　　　　　　fd：文件描述符

　　　　　　buf：缓冲区

　　　　　　count：缓冲区大小

　　　　　　返回值：失败返回-1，设置errno；成功返回读到的字节数，0代表读到文件末尾

　　　　　　非阻塞的情况下read返回值为-1，但是此时需要判断errno的值

》write

　　查看：man 2 write

　　　　ssize_t write(int fd, const void* buf, size_t count);

　　　　　　fd：文件描述符

　　　　　　buf：缓冲区

　　　　　　count：缓冲区大小

　　　　　　返回值：失败返回-1，设置errno；成功返回写入的字节数，0代表未写入

需求：实现一个cat功能，读文件，输出到屏幕

>touch mycat.c

>vi mycat.c

 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 
 7 int main(int argc,char* argv[])
 8 {
 9     if(argc != 2)
10     {
11         printf("./a.out filename\n");
12         return -1;
13     }
14     int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
15     
16     //读，输出到屏幕
17     char buf[256];
18     int ret = read(fd,buf,sizeof(buf));
19     //循环读取，读到0，结束
20     while(ret != 0)
21     {
22         write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
23         ret = read(fd,buf,sizeof(buf));
24     }
25     write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
26     
27     close(fd);
28     return 0;
29 }

>gcc mycat.c

>./a.out mycat.c

5、lseek实现文件读写位置改变

lseek作用：

》lseek移动文件读写位置

》lseek计算文件大小

》拓展文件

需求：打开一个文件，写入内容：helloworld，然后读取一下文件内容，输出到屏幕。

》lseek移动文件读写位置

　　man 2 lseek

　　　　off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

　　　　　　fd 文件描述符

　　　　　　offset 偏移量

　　　　　　whence

　　　　　　　　SEEK_SET 文件开始位置

　　　　　　　　SEEK_CUR 当前位置

　　　　　　　　SEEK_END 结尾

　　　　　　返回值：成功返回当前位置到开始的长度，失败返回-1，设置errno

代码如下：(lseek解决了写入文件后文件指针已经在文件末尾，读取读不到的问题)

>touch myreadwrite.c

>vi myreadwrite.c

 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 
 7 int main(int argc,char* argv[])
 8 {
 9     if(argc != 2)
10     {
11         printf("./a.out filename\n");
12         return -1;
13     }
14     int fd = open(argv[1], O_RDONLY|O_CREAT,0666);
15     
16     write(fd, "helloworld", 11);
17     
18     //文件读写位置此时到末尾，需要移动读写位置
19     lseek(fd,0,SEEK_SET);
20     char buf[256] = {0};
21     int ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
22     
23     if(ret)
24     {
25         write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
26         
27     }
28     
29     
30     close(fd);
31     return 0;
32 }

>gcc myreadwrite.c

>./a.out 111

6、lseek计算文件大小

》lseek计算文件大小

>touch filesize.c

>vi filesize.c

 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 
 7 int main(int argc, char* argv[])
 8 {
 9     if(argc != 2)
10     {
11         printf("./a.out filename\n");
12         return -1;
13     }
14     
15     //1.open
16     int fd = open(argv[1],O_RDONLY);
17     //2.lseek，得到返回值
18     int ret = lseek(fd, 0, SEEK_END);
19     printf("file size is %d\n", ret);
20     //3.close
21     close(fd);
22     return 0;
23 }

>gcc filesize.c

>./a.out mycat.c

7、lseek拓展文件

》拓展文件

>touch filecreate.c

>vi filecreate.c

 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 
 7 int main(int argc, char* argv[])
 8 {
 9     if(argc != 2)
10     {
11         printf("./a.out filename\n");
12         return -1;
13     }
14     
15     //1.open
16     int fd = open(argv[1],O_WRONLY|O_CREAT,0666);
17     //2.lseek，拓展文件
18     int ret = lseek(fd, 1024, SEEK_END);
19     //需要至少写一次，否则不能保存
20     write(fd, "a", 1);
21     //3.close
22     close(fd);
23     return 0;
24 }

>gcc filecreate.c

>./a.out xxx.avi

>vi xxx.avi

8、阻塞和非阻塞相关的概念

》阻塞的概念：

　　read函数在读设备或者读管道，或者读网络的时候

 　　输入输出设备对应/dev/tty

>touch read_tty.c

>vi read_tty.c

 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 #include
 7 
 8 int main(int argc, char* argv[])
 9 {
10     int fd = open("/dev/tty",O_RDWR|O_NONBLOCK);
11     
12     char buf[256];
13     int ret = 0;
14     while(1)
15     {
16         ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
17         if(ret < 0) //如果没有输入，会报错
18         {
19             perror("read err:");
20             printf("ret is %d\n", ret);
21         }
22         if(ret) //输入，阻塞
23         {
24             printf("buf is %s\n", buf);
25         }
26         printf("haha\n");
27         sleep(1);
28     }
29     close(fd);
30     return 0;
31     
32 }

>gcc read_tty.c

>./a.out

>xxx

9、fcntl函数设置非阻塞

》fcntl函数

　　man 2 fcntl

　　　　int fcntl(int fd, int cmd, .../* arg */);

>touch read_tty.c

>vi read_tty.c

 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 #include
 7 
 8 int main(int argc, char* argv[])
 9 {
10     int fd = open("/dev/tty",O_RDWR);
11     
12     //fcntl()函数，设置非阻塞
13     int flags = fcntl(fd, F_GETFL);
14     flags |= O_NONBLOCK;
15     fcntl(fd, F_SETFL, flags);
16     
17     char buf[256];
18     int ret = 0;
19     while(1)
20     {
21         ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
22         if(ret < 0) //如果没有输入，会报错
23         {
24             perror("read err:");//perror函数可以把read函数的错误信息打印出来
25             printf("ret is %d\n", ret);
26         }
27         if(ret) //输入，阻塞
28         {
29             printf("buf is %s\n", buf);
30         }
31         printf("haha\n");
32         sleep(1);
33     }
34     close(fd);
35     return 0;
36     
37 }

>gcc read_tty.c

>./a.out

>xxx

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