信息安全系统设计基础第三周学习总结

第三周（9.21-9.27）:

学习计时：共xxx小时

读书：

代码：

作业：

博客：

一、学习目标

1. 熟悉Linux系统下的开发环境   
2. 熟悉vi的基本操作   
3. 熟悉gcc编译器的基本原理   
4. 熟练使用gcc编译器的常用选项   
5 .熟练使用gdb调试技术   
6. 熟悉makefile基本原理及语法规范   
7. 掌握静态库和动态库的生成

二、学习资源

 

1. 教材：第一章，第七章

2. 《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》第三章3.1-3.5

3. 课程资料：https://www.shiyanlou.com/courses/413   实验二，课程邀请码：W7FQKW4Y

4. Vim编辑器：https://www.shiyanlou.com/courses/2

5. Linxu系统编程：https://www.shiyanlou.com/courses/24，实验2、3、4

6. 教学视频：http://pan.baidu.com/s/1kTHxOFl ,可以参考第十个视频

三、学习方法

 

1.  进度很重要：必须跟上每周的进度，阅读，练习，问答，项目。我会认真对待每一位同学，请你不要因为困难半途而废。

2. 问答很重要：遇到知识难点请多多提问，这是你的权利更是您对自己负责的义务。问答到博客园讨论小组：http://group.cnblogs.com/103791/

3. 实践很重要：解决书中习题，实践书中实例，完成每周项目，才算真的消化了这本好书。通过实验楼环境或自己安装的虚拟机在实践中进行学习

4. 实验报告很重要：详细记录你完成项目任务的思路，获得老师点评和帮助自己复习。学习完成后在博客园中（http://www.cnblogs.com/）把学习过程通过博客发表，博客标题“信息安全系统设计基础第二周学习总结”

 

四、学习任务

（提示：请将要求学生完成的任务、测验或思考题列在此处）

1.教材第一章，第七章学习：阅读并消化教材内容（有部分考试内容）

2.《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》第三章3.1-3.5的学习（本周大部分考试内容都从这出，特别是与教材重复内容）

3.完成实验并发Blog

 

• 练习vimtutuor 至少一遍 
• 使用vim 输入以下代码,联系使用“K”查找帮助文档：

 

 

• 练习gcc编译运行代码。 
• 练习gdb调试代码 。
• 把上述代码中除了main函数外的代码制作成一个静态库math.a和一个共享库math.so。 
• 编写makefile，让代码编译，上述静态库和共享库的使用自动化。

 

 

五、后续学习预告（可选）：

教材第二章《信息的表示和处理》

六、学习过程

（提示：此处由学生填写，学习过程，学习笔记，代码编译，运行结果，思考等）

1. 重要知识点总结梳理：

vim部分

1、Vim的6种基本模式：

• 普通模式(Normal mode)：在普通模式中，进入插入模式比较普通的方式是按a（append／追加）键或者i（insert／插入）键。

• 插入模式(Insert mode)：在插入模式中，可以按ESC键回到普通模式。

• 可视模式(Visual mode)：命令多与字母v有关

• 选择模式(Select mode)

• 命令行模式(Command line mode)：在命令行模式中，执行命令（:键），搜索（/和?键）或者过滤命令（!键）。在命令执行之后，Vim返回到命令行模式之前的模式，通常是普通模式。

• Ex模式(Ex mode)：这和命令行模式比较相似，在使用:visual命令离开Ex模式前，可以一次执行多条命令。

常用的是普通模式、插入模式和命令行模式。

2.三种常用模式的切换

1）vim启动进入普通模式；

2）处于插入模式或命令行模式时只需要按Esc或者Ctrl+[即可进入普通模式；

3）普通模式中按i（插入）或a（附加）键都可以进入插入模式；

4）普通模式中按:进入命令行模式；

5）命令行模式中输入wq回车后保存并退出vim。

3、进入vim

1）在终端中输入 vim 文件名；

2）在终端中输入vim，进入vim界面中，进入命令行模式输入：e  文件路径（文件名）。

 

4、游标移动

在普通模式下，有以下规则：

按键	说明
h	左
l	右（小写L）
j	下
k	上
w	移动到下一个单词
b	移动到上一个单词

5、进入插入模式

在普通模式下使用下面的键将进入插入模式，并可以从相应的位置开始输入

命令	说明
i	在当前光标处进行编辑
I	在行首插入
A	在行末插入
a	在光标后插入编辑
o	在当前行后插入一个新行
O	在当前行前插入一个新行
cw	替换从光标所在位置后到一个单词结尾的字符

6、命令行模式下保存文档

从普通模式输入:进入命令行模式，输入w回车，保存文档。输入:w 文件名可以将文档另存为其他文件名或存到其它路径下

7、退出vim

1）命令行模式下退出vim

从普通模式输入:进入命令行模式，输入wq回车，保存并退出编辑

以下为其它几种退出方式：

命令	说明
:q!	强制退出，不保存
:q	退出
:wq!	强制保存并退出
:w <文件路径>	另存为
:saveas 文件路径	另存为
:x	保存并退出
:wq	保存并退出

2）普通模式下退出vim

普通模式下输入Shift+zz即可保存退出vim

8、删除文本

1）普通模式下删除vim文本信息

进入普通模式，使用下列命令可以进行文本快速删除：

命令	说明
x	删除游标所在的字符
X	删除游标所在前一个字符
Delete	同x
dd	删除整行
dw	删除一个单词（不适用中文）
d$或D	删除至行尾
d^	删除至行首
dG	删除到文档结尾处
d1G	删至文档首部
ndd	删除n行

9、字符的替换及撤销(Undo操作)

1）替换和撤销(Undo)命令

替换和Undo命令都是针对普通模式下的操作

命令	说明
r+<待替换字母>	将游标所在字母替换为指定字母
R	连续替换，直到按下Esc
cc	替换整行，即删除游标所在行，并进入插入模式
cw	替换一个单词，即删除一个单词，并进入插入模式
C(大写)	替换游标以后至行末
~	反转游标所在字母大小写
u{n}	撤销一次或n次操作
U(大写)	撤销当前行的所有修改
Ctrl+r	redo，即撤销undo的操作

10、快速缩进

1）使用命令进行快速调整缩进操作

缩进操作均在普通模式下有效

• 普通模式下输入15G，跳转到15行
• 普通模式下输入>> 整行将向右缩进（使用，用于格式化代码超爽）
• 普通模式下输入<< 整行向左回退
• 普通模式下输入:进入命令行模式下对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数

2）shiftwidth命令

shiftwidth命令是指>>命令产生的缩进（可以简写成sw） 普通模式下输入:进入命令行模式

对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数。 获取目前的设定值:set shiftwidth? ；设置缩进为10个字符:set shiftwidth=10

11、调整文本位置

命令行模式下输入:ce(center)命令使本行内容居中   :ce

命令行模式下输入:ri(right)命令使本行文本靠右    :ri

命令行模式下输入:le(left)命令使本行内容靠左    :le

12、查找

1）快速查找

普通模式下输入/向下查找，输入？向上查找，n表示继续查找，N反向查找。

2)高级查找

• 普通模式下输入\*寻找游标所在处的单词
• 普通模式下输入\#同上，但 \* 是向前（上）找，#则是向后（下）找
• 普通模式下输入g\*同\* ，但部分符合该单词即可
• 普通模式下输入g\#同\# ，但部分符合该单词即可

13、多文件编辑

1）使用vim编辑多个文件

编辑多个文件有两种形式：一种是在进入vim前使用的参数就是多个文件；另一种就是进入vim后再编辑其他的文件。 同时创建两个新文件并编辑   $ vim 1.txt 2.txt

默认进入1.txt文件的编辑界面

$ vim -r 1.txt

• 命令行模式下输入:n编辑2.txt文件，可以加!即:n!强制切换，之前一个文件的输入没有保存，仅仅切换到另一个文件
• 命令行模式下输入:N编辑1.txt文件，可以加!即:N!强制切换，之前文件内的输入没有保存，仅仅是切换到另一个文件

2）进入vim后打开新文件

• 命令行模式下输入:e 3.txt 打开新文件3.txt
• 命令行模式下输入:e# 回到前一个文件
• 命令行模式下输入:ls可以列出以前编辑过的文档
• 命令行模式下输入:b 2.txt（或者编号）可以直接进入文件2.txt编辑
• 命令行模式下输入:bd 2.txt（或者编号）可以删除以前编辑过的列表中的文件项目
• 命令行模式下输入:e! 4.txt，新打开文件4.txt，放弃正在编辑的文件
• 命令行模式下输入:f 显示正在编辑的文件名
• 命令行模式下输入:f new.txt，改变正在编辑的文件名字为new.txt

3）恢复文件

如果因为断电等原因造成文档没有保存，可以采用恢复方式，vim -r进入文档后，输入:ewcover 1.txt来恢复

14、可视模式

• 在普通模式下输入v（小写），进入字符选择模式，就可以移动光标，光标走过的地方就会选取。再次按下v会后就会取消选取。
• 在普通模式下输入Shift+v（小写），进入行选择模式，按下V之后就会把整行选取，您可以上下移动光标选更多的行，同样，再按一次Shift+v就可以取消选取。
• 在普通模式下输入 Ctrl+v（小写），这是区域选择模式，可以进行矩形区域选择，再按一次Ctrl+v取消选取。
• 在普通模式下输入d删除选取区域内容
• 在普通模式下输入y复制选取区域内容
• 在普通模式下输入 Ctrl+v（小写v），进入可视模式进行矩形区域选择，选中第一列字符然后x删除整列

15、视窗操作

打开多个窗口进行编辑：在命令行模式下输入:new

下述列举的多种方法也可以在命令模式或普通模式下打开新的视窗：

• 命令行模式下输入:sp 1.txt 打开新的横向视窗来编辑1.txt
• 命令行模式下输入:vsp 2.txt 打开新的纵向视窗来编辑1.txt
• 普通模式下Ctrl-w s 将当前窗口分割成两个水平的窗口
• 普通模式下Ctrl-w v 将当前窗口分割成两个垂直的窗口
• 普通模式下Ctrl-w q 即 :q 结束分割出来的视窗。如果在新视窗中有输入需要使用强制符！即:q!
• 普通模式下Ctrl-w o 打开一个视窗并且隐藏之前的所有视窗
• 普通模式下Ctrl-w j 移至下面视窗
• 普通模式下Ctrl-w k 移至上面视窗
• 普通模式下Ctrl-w h 移至左边视窗
• 普通模式下Ctrl-w l 移至右边视窗
• 普通模式下Ctrl-w J 将当前视窗移至下面
• 普通模式下Ctrl-w K 将当前视窗移至上面
• 普通模式下Ctrl-w H 将当前视窗移至左边
• 普通模式下Ctrl-w L 将当前视窗移至右边
• 普通模式下Ctrl-w - 减小视窗的高度
• 普通模式下Ctrl-w + 增加视窗的高度

16、创建加密文档： $ vim -x file1

17、在vim执行外部命令

在命令行模式中输入!可以执行外部的shell命令

• :!ls 用于显示当前目录的内容
• :!rm FILENAME用于删除名为 FILENAME 的文件
• :w FILENAME可将当前 VIM 中正在编辑的文件另存为 FILENAME 文件
• 普通模式下按F1打开vim自己预设的帮助文档
• 命令行模式下输入:h shiftwidth 打开名为shiftwidth的帮助文件
• 命令行模式下输入:ver 显示版本及参数

18、vim中的查看帮助

• 普通模式下按F1打开vim自己预设的帮助文档
• 命令行模式下输入:h shiftwidth 打开名为shiftwidth的帮助文件
• 命令行模式下输入:ver 显示版本及参数

19、功能设定

1)vim的功能设定

要永久保存配置需要修改vim配置文件。 vim的配置文件~/.vimrc，可以打开文件进行修改.

2.获取目前的设定

• 命令行模式下输入:set或者:se显示所有修改过的配置
• 命令行模式下输入:set all 显示所有的设定值
• 命令行模式下输入:set option? 显示option的设定值
• 命令行模式下输入:set nooption 取消当期设定值
• 命令行模式下输入:set autoindent(ai) 设置自动缩进
• 命令行模式下输入:set autowrite(aw) 设置自动存档，默认未打开
• 命令行模式下输入:set background=dark或light，设置背景风格
• 命令行模式下输入:set backup(bk) 设置自动备份，默认未打开
• 命令行模式下输入: set cindent(cin) 设置C语言风格缩进

3.set功能的说明

• 命令行模式下输入:set autoindent(ai) 设置自动缩进
• 命令行模式下输入:set autowrite(aw) 设置自动存档，默认未打开
• 命令行模式下输入:set background=dark或light，设置背景风格
• 命令行模式下输入:set backup(bk) 设置自动备份，默认未打开
• 命令行模式下输入: set cindent(cin) 设置C语言风格缩进

linux下c编程基础部分

1、C语言的特点

1）中级语言 2）结构化 3）功能齐全 4）可移植性强

2、linux下C语言的编程环境

1)vim编辑器：编写代码

2)gcc编译链接器：编译程序

• 预处理：gcc –E hello.c –o hello.i    ;gcc –E调用cpp     产生预处理过的C原始程序
• 编 译：gcc –S hello.i –o hello.s      ;gcc –S调用ccl      产生汇编语言原始程序
• 汇 编：gcc –c hello.s –o hello.o     ;gcc -c 调用as       产生目标文件
• 链 接：gcc hello.o –o hello            ;gcc -o 调用ld        产生可执行文件
• 运行： ./hello 

注意：gcc的一般格式为：gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]，其中，目标文件可默认，gcc默认生成可执行的文件，名为编译文件.out.

(1)gcc编译常用选项：-E（只预编译）、-S（只编译不汇编）、-o（将file文件指定为输出文件）、-c（只编译不链接）、

　　　　　　　　　　-I dir（在头文件的搜索路径列表中添加dir目录）、-g（在可执行程序中包含标准调试信息）

库选项：-static（进行静态编译，即链接静态库、禁止使用动态库）、-shared（生成动态库文件、进行动态编译，在没有动态库时才会链接同名静态库）

　　　　-L dir （在库文件的搜索路径列表中添加dir目录）、-lname、-fPIC（生成使用相对地址的位置无关的目标代码，然后使用gcc的-static选项从该PIC目标文件生成动态库文件）

（2）静态库是一系列的目标文件（.o文件）的归档文件（（lib+name）.a文件)；链接阶段，选择静态库，后缀名为“.a”,选择动态库，后缀名为“.so”

（3）静态链接库的生成： gcc -c 文件名.c     ar rcsv libxxx.a xxx.o

静态库的使用： gcc -o 文件名 文件名.c -L. -lxxx  //链接到静态库

注意：-L ：在库文件的搜索路径列表中添加dir目录

　　   -l ： 在头文件的搜索路径列表中添加dir目录

（3）共享库的生成 gcc -fPIC -c xxx.c

                    gcc -shared -o libxxx.so xxx.o

共享库的使用：gcc -o main main.c -L. -lxxx

（4）注册共享库的方法

a、修改/etc/ld.so.conf文件

b、修改LD_LIBRARY_PATH环境变量

c、将库文件直接复制到/lib或者/usr/lib目录下： cp (lib+name).so /lib

（5）gcc警告和出错选项列表

-w（关闭所有告警）、-Wall（允许发出gcc提供的所有有用的报警信息）、-werror（把所有的告警信息转化为错误信息，并在告警发生时终止编译过程）

3）gdb调试器：调试代码

（1）使用流程

• 查看文件：l
• 设置断点：在b后加入相对应的行号。例b 6
• 查看断点情况：设置完断点后键入info b，在gdb中可以设置多个断点。bt 查询调用函数的情况。
• 运行代码：默认从首行开始运行代码，键入r；r+行号：从该行号开始运行
• 查看变量值：p 变量。例：p n
• 单步运行：n或s，s会进入函数，n不会进入函数
• 恢复程序运行：c”

注意：程序的运行状态有“运行”、“暂停”、“停止“三种。

（2）基本命令：help

主要命令：

工作环境相关命令

设置断点与恢复命令

源码查看相关命令

查看运行数据相关命令

修改运行参数相关命令

(3)断点的设置

函数：b 文件名.c：函数名

行：b 行数

条件：b 行数 if 表达式（b 8 if == 10）

临时：tb [文件名：]行号或函数名 <条件表达式>

4）make项目管理器：识别文件代码是否更新，减少编译工作量

原理：make工程管理器又名“自动编译管理器”，它可以根据文件时间戳自动发现更新过的文件而减少编译工作量，能够读入makefile文件的内容来执行编译工作。编译分为编译、汇编、链接阶段，其中编译阶段仅检查语法错误以及函数与变量是否被正确声明；链接阶段主要完成函数链接和全局变量的链接。

（1）makefile文件的编写规则

格式为：

目标体：依赖文件

[tab键]各目标体运行命令

目标体：由make创建，通常是目标文件或可执行文件

依赖文件:创建目标体所依赖的文件

运行命令：创建每个目标体时需要的运行命令，必须以tab键开头。

使用make的格式：make 目标体

（2）makefile变量的定义

递归展开方式：在引用该变量时进行替换（不能用于引用自己的情况），缺点：不能在变量后追加内容。

格式定义：VAR = var

展开方式：在定义处展开，并只展开一次。优点：消除变量的嵌套引用。

格式定义：VAR ：= var

make中变量的使用格式： $(变量名)

变量名的命名：不包括“：”、“#”、“=”以及结尾空格的任何字符串；变量名大小写不敏感。

变量分类：用户自定义变量、预定义变量、自动变量及环境变量。

（3）makefile规则

隐含规则

模式规则

2. 教材代码编译运行

gdb的练习

3. 课后作业

（1）练习代码

gcc编译过程图（静态库的创建）

gcc编译过程图（动态库的创建）

gcc编译过程图（运行结果）

make实现上述代码的静态库使用自动化

make实现上述代码的动态库使用自动化

makefile文件为：

（2）gdb调试过程练习例子

 

（3）make实现使用自动化的例子

 

 

 

参考资料：（参考论文、图书、网站、同学的内容一定要进行标注，否则以作弊论处，本次作业判0，三次以上的以课程考试作作弊论，并在立此存照（http://www.cnblogs.com/rocedu/p/4795939.html）中曝光）

七、遇到的问题及解决

（提示：此处由学生填写，是重要的得分点，要写出遇到的问题和解决方案以及对出现问题的思考）

vim学习部分

 1、行内跳转:普通模式下使用下列命令在行内按照单词为单位进行跳转,以下操作不能实现功能：

f<字母>	向后搜索<字母>并跳转到第一个匹配的位置(非常实用)
F<字母>	向前搜索<字母>并跳转到第一个匹配的位置
t<字母>	向后搜索<字母>并跳转到第一个匹配位置之前的一个字母(不常用)
T<字母>	向前搜索<字母>并跳转到第一个匹配位置之后的一个字母(不常用)

 

 2、问题如图，无法实现该操作的练习：

 

 

3、问题如图，无法实现该操作的练习：

 

 4、编译作业中要求编译的代码，出现错误，找不到头文件，如图所示：

 错误原因：因为对图片的理解错误，直接将图片内容写入了同一个文件中。

 5、gdb设置断点，没有效果，问题如图。

6、不会画依赖图

 

八、其他

（提示：此处由学生填写，灵感，领悟等）