GNU/Linux 开发环境 （1）

 

几周以前，无意中看了"我开发Linux服务程序的工作环境搭配"这篇文章，忍不住拍了砖，结果作者在回复中激我，要我写个看看。其实看不惯很多人围绕M$的习惯，早已有写点什么的想法，可是没什么时间，也担心不同的想法和自己退步了很多的中文会迷惑有Linux学习热情的同行，更不用说没准还会吓跑别人。为了表示我是从来不吃激将法的，我等了几周，觉得那篇文章差不多被人遗忘了，就开始了思考这个题目。

 

声明：写这些是为了和有学习Linux开发兴趣的同行们交流，坚决看不惯Linux或者不得不学点Linux的人就不要浪费时间看了。另外文中的中文翻译不准确的地方，我都尽量标注英语以防误解。

 

1）GNU　+　Linux

许多人特别是内核的开发者曾经反复强调Linux只是Linux操作系统的内核，这是我非常赞同的，因为GNU工具同样是Linux操作系统不可缺少的部分，GNU + Linux才是完整的操作系统。

 

理解GNU/Linux的第一步是理解内核模式和用户模式的区别。其实简单的讲，使用任何一种Linux发布版，我们直接用的都是用户模式下的应用程序，尽管操作都是在内核的帮助下完成的，这和Windows没有区别。

 

无论在用户模式还是内核模式，GNU工具是必不可少的，尽管它们远远没有内核出的风头大。这就是我坚持称之为GNU/Linux的原因。不过，区别是GNU工具是内核开发所必需的，而在用户模式下，它们是任何应用程序运行不可或缺的。

 

GNU工具：bash, GCC (GNU Compiler Collection, 不是GNU C compiler), ld, gdb, gprof, glibc, binutils, nm, objdump, ldd, 等等等等.

 

2）内核开发

GNU/Linux的内核开发环境非常简单，但也是对技能和知识要求很高的，命令行的工具如GCC, make, shell script 和 vi/Emacs/Nano 是必须会用的，因为大多数情况下，调试的时候只有bash，同时，必须有很强的代码阅读能力，因为许多细节都在内核代码中。

 

需要注意的是，虽然有kgdb的存在，内核代码的调试基本不用调试器，因此printk是首要工具，而且它是必须熟练掌握的，因为每个内核开发者都会不可避免的依赖它。不过另一个有趣的kgdb应用是它可以用来学习system call是如何实现的。

 

我虽然做了不少内核开发和调试，但是深知自己很肤浅，在此就不继续深谈了。需要说明的是，GNU/Linux开发不是只有内核开发，也不是做内核开发就高人一等，“术业有专攻”而已。

 

3) 用户模式应用程序的开发

在Linux和UNIX的世界，延续了内核开发习惯，C语言是最重要的编程语言，简单的讲，内核 +  GLIBC + shell等C应用程序 构造了GNU/Linux操作系统的基础。同时也是由于以C语言为基础，加上标准化的系统API（POSIX)，很多GNU/Linux应用程序只需简单的重新编译就能跨平台使用，比如命令行应用程序可以轻易的运行在Windows(通过cygwin or MinGW), BSD, UNIX, OS X, etc. 跨平台的GUI应用程序则依赖于跨平台的GUI toolkit，

 

3.1）C/C++

开发用户模式C应用程序的环境很丰富，我按照对开发工具要求的高低作了如下分类：

a）命令行开发环境

GCC, GLIBC, GDB + 编辑器（VI, Nano，Emacs)

这种情况对开发系统的要求最低，但是对开发
者的要求最高，因为命令行的应用程序要求开发者必须记忆一些命令，快捷键来提高开发效率，但是熟悉一些命令行的工具有时候会带来意想不到的好处：

-- 管道（pipe）和重定向配合shell script能够简化需要记忆的命令，还能创造出适合自己习惯的命令。

-- 再配合sed之类的工具可以轻易的处理文本

需要注意的是如果能够认真学习使用正则表达式（regular expression），同时积累自己创造的script，在未来会起到事半功倍的效果。

 

由于需要的工具最少，这对Linux发布版的需求和依赖也最小，因此这也是适应性最好的方式，也就是说，基本上任何Linux平台都能满足要求，特别是嵌入式Linux开发环境往往只有这些工具。

 

b）命令行开发环境 + GUI调试器

其实这和第一类没有太大区别，不过是我主要的开发环境，就谈一谈不同的地方。

在GNU/Llinx下，有许多IDE和GUI 调试器，但是它们都是在后端（backend)使用GDB的。毫无疑问，图形化的调试界面能够有效的降低调试的复杂度，尽管它并不是必不可缺的，但是人们适应了之后，就容易依赖它，比如用惯Visual Studio的。当然更没有必要在现在GUI桌面环境很普及的情况下非要排斥GUI调试器，但是如果只会用它就难免限制了自己的开发环境，当在一个受限制的环境工作时会有意想不到的麻烦。

 

这其中最常见的是DDD，功能很全只是UI设计一般，显得很过时:-) 我也用过kdbg（因为Qt），但是远程调试很麻烦。

 

我则是把eclipse+CDT用成调试器:P，主要是因为它对远程调试支持的很好，还可以很容易的调试“外部“程序，就是不需要创建工程和无须在eclipse中编译也能调试，这特别适合有专门的编译环境的软件，比如嵌入式的软件。

 

其它的IDE也可以这么用，常见的有Netbeans, kdevelop, QtCreator ... GNOME下也有一些不错的IDE，只是由于我自己对Qt的偏好，很少去尝试。建议选择可以在多个平台上使用的IDE，例如Eclipse, Netbeans, QtCreator等等。

 

c) IDE

IDE的选择和GNU/Linux发布版的关系就密切多了，有时相同的IDE在不同的发布版也不完全一样。举个例子，Fedora总是包括最新的Eclipse，而Ubuntu却只有一个相对较老的版本。虽然大多数IDE都可以单独安装，如果只需要“apt-get install"或“yum install"就能安装还是很吸引象我一样爱偷懒的人的:-)

 

感觉现在很多人都是从IDE起步学习C/C++的。毫无疑问，这大大减低了初学者的学习难度，但是也有一些副作用，比如，让人学习了很多IDE的细节却忽视了标准C/C++的学习，忽视了Makefile的学习，只能拖拖拽拽去设计UI，等等。尽管如此，我却不赞成贬低IDE的作用，毕竟它可以提高写代码的效率。

 

选择IDE，我会考虑下面几个方面：

-- 编辑器：其实绝大多数IDE的编辑器都是相当不错的，也都支持语法加亮，自动完成（auto-completion）等等功能，但是块选择（block selection, column selection），块隐藏（folding），甚至自动将被条件编译排除的代码背景加灰（Code being excluded by conditional compilation is marked with grey background）就不是很常见的了。有意思的是Eclipse不支持显示自动换行，不过考虑到一般代码都不应当很长，这也不是大问题。

 

-- 代码索引（code indexing）：这是指建立代码内名称的索引，可以方便查找，包括类浏览器。有的IDE使用工程的设置和编译器去实现索引，这故然实现很简单，却增加了隐含的依赖条件。我更偏向使用内置这个功能的IDE，只需要打开文件，索引就能自动生成而不需要创建工程。

 

-- 支持的编译器：这对开源的IDE都不是问题，因为都会支持GCC。

 

-- 调试器：前面已经谈到，不再废话了。

 

-- 对版本控制工具的支持：现在需要至少对Subversion，git的支持，如果支持Mecurial和Bazaar就更好了。

 

-- 普及率：使用的IDE越普及，学习的时间就越少，因为换个工作或者换个项目就有可能用相同的工具。顺便提一下，全球IDE市场份额最大的是Eclipse。

 

综上所述，我最常用的是Eclipse，不过最近密切关注Qt Creator :-)

 

 

需要说明的是，现在IDE的区别已经越来越小了，所以常常可以互相融会贯通，因此选择也不是很绝对的。

 

注：为了让更多的人看到这篇文章，我曾经想参加征文活动，却发现需要授予微软免费的使用权，虽然微软对这篇文章不会有什么兴趣，但是对这种倾向性实在不敢苟同。