lab0主要侧重工具链的教学，一定程度上培养了同学们读项目的能力。

上机考点可以大致分为 Makefile 和 bash 文件编写，26年恰好把它们分成了两部分，exam只考了 Makefile ，extra只考了 bash 。

当然如果你不幸被分到了新主机房且恰巧上机时段网络不稳定，可能还会考察一点 git 相关知识。

课下学习

文件操作

ls

-l 长格式（权限、属主、大小、时间）
-a 显示隐藏
-d 只显示目录
-R 递归列出子目录
-S 按文件大小排序
-r 反向

touch

可以批量创建 touch file1 file2 file3
只更新修改时间 touch -m file

mkdir

递归创建父目录 mkdir -p dir
一次创建多个 mkdir dir1 dir2 dir3
设置权限 mkdir -m 755 dir
补充：
- 不加 -p 时，父目录不存在会报错
- 目录已存在时，mkdir dir 报错；mkdir -p dir 不报错

cd

rmdir

删除空目录

rm

-r 递归删除
-f 强制删除

pwd

显示完整目录

mv

递归复制不加 -r
重命名 mv old.txt new.txt
重命名目录 mv folder1 folder2
移动到目录 mv file folder/
移动多个文件到目录 mv file1 file2 file3 folder/
不覆盖已存在文件 mv -n a.txt /folder

cp

复制多个文件到目录 cp file1 file2 file3 /folder
递归复制目录 cp -r /folder1 /folder2
-i 复制前确认
-f 强制
-n 不覆盖已存在
-u 仅当源文件较新时复制

rm

可同时删除多个
-r 递归
-f 强制
-i 删除前确认
-v 显示删除过程

tree

tree 显示当前目录树 tree dir 显示指定目录树
tree -L 2 显示层级
tree -d 只显示目录
tree -a 显示隐藏文件
tree -h tree -p 显示文件大小和权限
tree -f 显示完整路径

cat

查看多个文件，顺序拼接 cat file1 file2
带行号 cat -n file
仅给非空行编号 cat -b file
显示不可见字符 cat -A file
显示行尾$ cat -e file
显示tab cat -t file

echo

输出变量/文本到终端

输出字符串 echo "hello"
输出变量的值 name="dawn";echo "$$name"(在Makefile里要用$$获得变量的值)
常见选项
- -n 不换行
- -e 启用转义 echo -e "a\nb\tc"
- -E 禁用转义 echo -E "a\nb\tc"

head

-n 显示前x行内容
-c 显示前x字节内容

tail

-n 显示后x行内容
-c 显示后x字节内容
-f 输出后续添加内容

查找操作

find

find FileDir

-name 按文件名，不区分大小写
-iname 按文件名区分大小写
-type f 只看文件
-type d 只看文件夹
-maxdepth 2 最大搜索层次
-mindepth 1 最小搜索层次
-perm 644 按权限搜索
-path ./xxx/file 指定文件夹搜索

grep

grep content Dir

-i 忽略大小写
-n 显示行号
-r 递归搜索

如果Dir位置是一个文件名，默认省略文件名前缀，只显示 行号:内容

强制显示要带 -H

如果Dir位置真的是Dir，显示结果为 Dir/…/file:行号:内容

注意这里 ./Dir 和 Dir 亦有区别
-w 整词搜索
-x 整行匹配（一模一样）
-c 统计content在文件夹下每个文件内出现次数

wc

统计行数 wc -l file
统计字符数 wc -m file
统计单词数 wc -w file
统计字节数 wc -c file
只想获得数字可搭配重定向 wc -l < file

或许也可用循环做

统计行数：

  count=0
  while read -r line; do
    count=$((count + 1))
  done < file.txt

  echo "$count"

  count=0
  while read -r line || [ -n "$line" ]; do
    count=$((count + 1))
  done < file.txt

  echo "$count"
  
统计字符数：
  count=0
  while read -r line || [ -n "$line" ]; do
    count=$((count + ${#line} + 1))
  done < file.txt

  echo "$count"

编辑操作

chmod

-rwxr-xr--
↑↑↑↑↑↑↑↑↑
│└──┘└──┘└──┘
│ owner group others
文件类型(- 文件, d 目录)

每组三位分别是 r（读）、w（写）、x（执行），没有权限用 - 表示

三位代表的2进制数传化成十进制

数字模式赋权 chmod num file 如 chmod 440 file1

符号模式赋权

chmod +(-)x(r\w) file	#所有人
chmod u(g/o/a)+(-)x(r/w) file	#特定人
chmod u(g/o/a)=x(r/w)	#设置
chmod g-x a+x file	# 同时修改多个

递归修改整个目录 -R
查看权限 ls -l file

diff

比较文件差异 diff [option] file1 file2

-r 递归比较目录
-q 仅显示文件是否不同，不显示具体差异

diff file1 file2 > /dev/null 2>&1 （防止污染终端）

echo $? 获取返回值
- 0相同
- 1不同
- 2文件不存在（出错）
-i 忽略大小写
-w 忽略所有空白

sed

基本语法

1
2
3

sed [选项] '指令' 文件
sed [选项] '指令' << 文件    # 也可以从管道读入
cat file.txt | sed '指令'

替换s

# 基本替换（只替换每行第一个）
sed 's/old/new/' file.txt

# 全局替换（每行所有匹配）
sed 's/old/new/g' file.txt

# 替换第 2 个匹配
sed 's/old/new/2' file.txt

# 忽略大小写
sed 's/old/new/gi' file.txt

# 直接修改原文件（-i）
sed -i 's/old/new/g' file.txt

# 修改原文件并备份
sed -i.bak 's/old/new/g' file.txt

# 第2行替换
sed '2s/foo/bar/' file     

# 包含 error 的行才替换
sed '/error/s/foo/bar/g' file   

# 去掉行首空白
sed 's/^[[:space:]]\+//' input.txt

# 替换完整单词
sed 's/\<word\>/replace/g' file.txt

注意，-i在指令外面代表直接修改，在指令末尾代表忽略大小写

g代表一整行，行数的选择看s之前

删除 `d`

# 删除第 3 行
sed '3d' file.txt

# 删除最后一行
sed '$d' file.txt

# 删除第 2 到第 5 行
sed '2,5d' file.txt

# 删除第2行和第5行
sed '2d;5d' file.txt
sed -e '2d' -e '5d' file.txt

# 删除包含某字符串的行
sed '/error/d' file.txt

# 删除以 # 开头的行
sed '/^#/d' file           

# 删除空行
sed '/^$/d' file.txt

打印 `p`（配合 `-n` 使用）

# 只打印第 3 行（-n 抑制默认输出）
sed -n '3p' file.txt

# 打印第 2 到第 5 行
sed -n '2,5p' file.txt

# 打印2和5行
sed -n '2p;5p' file.txt

# 打印包含某字符串的行
sed -n '/error/p' file.txt

# 关于最后一行
sed -n "1,$ p" file.txt
sed -n "1,\$p" file.txt
sed -n '1,$p' file.txt
sed -n '1p;$p' file.txt	#打印1和最后一行
#因为"会解析$，'不会解析$，所以"要带空格区分，'不用

# 从第一行开始每隔两行打印一行
sed -n '1~2p' file.txtmake

插入 `i` 和追加 `a`和代替`c`

# 在第 3 行前插入
sed '3i\新内容' file.txt

# 在第 3 行后追加
sed '3a\新内容' file.txt

# 整行替换
sed '2c\新内容' file.txt

# 在匹配行前插入
sed '/error/i\--- 发现错误 ---' file.txt

# 行首加前缀（如日志级别）
sed 's/^/[INFO] /' input.txt

# 行尾加后缀
sed 's/$/ ;/' input.txt

# 替换某行（指令中可带空格）
sed '1c replace' file

多个指令同时执行

# 用 -e 串联
sed -e 's/foo/bar/g' -e '/error/d' file.txt

# 或用分号
sed 's/foo/bar/g; /error/d' file.txt

实用例子

# 删除行首空格
sed 's/^[ \t]*//' file.txt

# 删除行尾空格
sed 's/[ \t]*$//' file.txt

# 在每行行首加 #
sed 's/^/#/' file.txt

# 打印行号
sed '=' file.txt

# 替换某几行的内容
sed '2,4s/old/new/g' file.txt

# 查看文件第 10 到 20 行
sed -n '10,20p' file.txt

常用选项

选项	含义
`-i`	直接修改原文件
`-n`	抑制默认输出
`-e`	指定多个指令
`-r` / `-E`	使用扩展正则表达式

awk

基本格式

awk '条件 {动作}' file

分隔符处理

分隔符可以是字符串or正则表达式

多字符串分隔 awk -F"::" '{print $1,$2}' file
例如“逗号或分号”都算分隔 awk -F'[,;]' '{print $1,$2}' file

# 用 : 分列
awk -F: '{print $1,$3}' /etc/passwd
# 输出用逗号分隔
awk 'BEGIN{OFS=","} {print $1,$2}' file

默认空白分隔是特殊规则
FS=" " 时，会把连续空格/tab 当一个分隔符，并忽略行首行尾空白
像 |、.、* 这类正则元字符，按需转义

BEGIN/END 块

awk 'BEGIN{print "start"} {print $1} END{print "end"}' file

统计/计算

# 第一列求和
awk '{sum+=$1} END{print sum}' file
# 按第一列计数
awk '{cnt[$1]++} END{for(k in cnt) print k,cnt[k]}' file
# 第二列最大值
awk 'max<$2{max=$2} END{print max}' file

条件判断

1 2	# 第三列大于100的行 awk '$3>100 {print $1,$3}' file

常用指令

# 打印整文件
awk '{print}' file

# 打印第 1、3 列
awk '{print $1,$3}' file

# 打印最后一列
awk '{print $NF}' file

# 打印第 2 到最后列
awk '{for(i=2;i<=NF;i++) printf "%s%s",$i,(i==NF?ORS:OFS)}' file

# 显示行号+内容
awk '{print NR,$0}' file

# 只看第 10 行
awk 'NR==10' file

# 打印 10~20 行
awk 'NR>=10 && NR<=20' file

# 跳过表头（从第2行开始）
awk 'NR>1' file

# 匹配包含 error 的行
awk '/error/' file

# 不包含 error 的行
awk '!/error/' file

# 删除空行
awk 'NF' file

# 删除“空白行”（含空格/tab 也算空）
awk '$0 !~ /^[[:space:]]*$/' file

# 以冒号分隔取第1、3列
awk -F: '{print $1,$3}' file

# 输出改成逗号分隔（CSV风格）
awk 'BEGIN{OFS=","} {print $1,$2,$3}' file

# 第一列求和
awk '{sum+=$1} END{print sum}' file

# 第一列求平均
awk '{sum+=$1; n++} END{if(n) print sum/n}' file

# 求某列最大值（第3列）
awk 'NR==1{max=$3} $3>max{max=$3} END{print max}' file

# 按第一列分组计数
awk '{cnt[$1]++} END{for(k in cnt) print k,cnt[k]}' file

# 去重（按整行）
awk '!seen[$0]++' file

# 两文件按第一列关联
awk 'NR==FNR{a[$1]=$2; next} ($1 in a){print $1,a[$1],$2}' file1 file2

cut

按列切文本，如 cut -d ':' -f 1 file 为以 : 为分隔符，取第一行

-d 选择分隔符
-f 选择列数
-c 按字符位置截取

cut -c 1-3 file 按字符取前三个

sort

按行排序

-n 数字排序
-r 倒序
-t 选择分隔符 -k 选择排列列数

sort -t ':' -k 2 file 按第二列排序

uniq

去除相邻重复行（比较单位是行，所以最好要先切割，再排序，再去重）

-c 统计每行出现次数
-d 只显示重复的行
-u 只显示不重复的行

# 切割去重
cut -d ':' -f 2 file | sort | uniq
# 统计出现次数
cut -d ':' -f 2 file | sort | uniq -c

gcc

基本用法

gcc [选项] 源文件 -o 输出文件

-o（指定输出）
-S（生成汇编）
-Wall（显示警告）
-c（仅编译不链接）
-M（列出依赖）
-I（指定头文件目录）

GCC 编译过程大致可以理解成：

预处理：-E (.i)
编译成汇编：-S (.s)
汇编成目标文件：-c (.o)
链接成可执行文件

Makefile

基本规则

1 2	target:depandence command

每一个command代表一个shell，所以如果要连续需要用 ;

伪目标 .PHONY （是target，每次make都重新执行）
变量
- 定义 := 直接展开
- 引用 $(变量名)
自动变量
- $@ 目标
- $< 第一个依赖
- $^ 所有依赖

Git

常用命令：
- git init：初始化仓库
- git status：查看文件状态
- git add：将修改加入暂存区
- git commit：提交暂存区内容（-m 添加说明）
- git log：查看提交历史
- git branch：查看/创建分支（-d 删除、-D 强制删除、-a 查看所有）
- git checkout：切换分支或恢复文件（-- <file> 丢弃工作区修改）
- git reset：版本回退（--hard、HEAD~、<hash>）
- git push / git pull：与远程仓库同步
- git rm --cached：从暂存区移除文件
- git clean -f：清除未跟踪文件
- git restore：撤销工作区修改（与 checkout -- 类似）
- git config：设置用户信息（user.email、user.name）
三棵树模型：工作区、暂存区、HEAD

shell脚本编程

脚本结构

#!/bin/bash 指定解释器

如果题目说用 bash xxx 运行则可以不写

位置参数：$0（脚本名）、$1、$2… 表示传入参数，$# 参数个数，$* 或 $@ 所有参数
特殊变量：$?（上一条命令返回值）

条件判断

if-else

if [ 条件 ]; then
    # 执行
elif [ 条件 ]; then
    # 执行
else
    # 执行
fi

result	C	bash退出码
true	!=0	0
false	0	!=0

if diff -q file1 file2 > /dev/null 2>&1 ; then
	echo "same"
else
	echo "diff"
fi

diff -q file1 file2 > /dev/null 2>&1
if [[ $? -eq 0 ]];then
	echo "same"
else 
	echo "diff"
fi

[[ $a == foo* ]] 模式匹配
[[ $a == "foo*" ]] 纯字符串比较

循环

for

for 变量 in 列表; do ... done

while

while [ 条件 ]; do ... done

按行读取

while read -r line;
do
	echo "$line"
done < file.txt

循环控制

continue break

算术运算

`(())`

算术语句/条件执行，用于流程控制、变量自增

i=1
((i++))
echo "$i" #2

if ((i==0)); then
	//balabala
fi

`$(())`

把里面当“算术表达式”求值后再展开成字符串（用于赋值、输出、传参）

1
2
3

i=1
x=$((i+3))
echo "$x"		#4

函数运算

定义：name() { … }
调用：直接写 name
参数：$1、$2、$@
状态码：return 0（真）/1
真正传回文本：用 echo + $(…)

add() {
  local a=$1
  local b=$2
  echo $((a + b))
}

result=$(add 3 5)
echo "$result"		#8

重定向

重定向只重定向标准输出，错误信息仍显示在屏幕上，因为错误走的是 stderr

# 只重定向stdout
sed "s/REPLACE/0/g" ./origin/code/0.c > ./result/code/0.c

# 同时重定向 stdout 和 stderr
sed "s/REPLACE/0/g" ./origin/code/0.c > ./result/code/0.c 2>&1

# 只丢弃 stderr
sed "s/REPLACE/0/g" ./origin/code/0.c > ./result/code/0.c 2>/dev/null

> 等价于 1> ，重定向标准输出
&1 指代stdout当前指向的地方，所以 >&1 之前要有 >
/dev/null 虚拟设备，相当于丢弃
>：覆盖输出到文件
>>：追加输出到文件
<：从文件输入
2>：重定向错误输出
&>：同时重定向标准输出和错误

管道符

| 将前一个命令的stdout作为后一个命令的stdin

在sed中如果对同一段文字进行多次修改，用 | 和用 -e 效果是一样的

1 2	echo "hello 123" \| sed -e 's/hello/hi/' -e 's/123/456/' echo "hello 123" \| sed 's/hello/hi/; s/123/456/'

课上测试

exam

一上来给干晕字了，vim一下Makefile更是花花绿绿。本人的做题顺序是先看代码，看不懂的地方再回去看字。

考试的时候被卡的地方是编译依赖出问题，因为当时我把所有target都加入了 .PHONY 里，只保留 run、 all 和 clean 就过了。试后得知此处为助教的小巧思。但很符合Makefile的复用思想，减少了重复编译对资源的浪费。总结来说就是，.PHONY 里放用来执行动作的target，不放用来生成文件的target。

考试后发现一个很有意思的点。以下是部分能够测试通过的代码。

COMMON_FILE = main.c post_calc.c common.h

ver1: $(COMMON_FILE) calc1.c
# TODO: fill the remaining dependency
        gcc -I . $(COMMON_FILE) calc1.c -o ver1
# TODO: fill the remaining commands

但课下与同学交流的时候发现有同学根本没注意到要使用 -I 来链接头文件库，即这样看上去完全没有链接库的代码也可以通过。

1 2	ver1: $(COMMON_FILE) calc1.c gcc $(COMMON_FILE) calc1.c -o ver1

询问助教之后发现此处因为.h文件和调用它的.c文件在同一级文件夹下，C编译的时候会按#include "common.h"，在main.c所在当前目录搜到common.h。

extra

可能extra在要独立完成一个shell脚本吧。

感觉这道题本人爽在看题不仔细。上机时助教有给提示说可以调整if-else顺序实现退出，当时还困惑这里为什么会给提示，直到下机后听到同学吐槽不知道该exit到哪去（）。

可能要注意的点如下

mkdir -p -m xxx 不会设置递归创建的父级文件夹的权限，需要手动设置

grep "ERROR" "./logs/$1/error.log">/dev/null 在为true时返回0，所以有两种写法

if grep "ERROR" "./logs/$1/error.log">/dev/;

grep "ERROR" "./logs/$1/error.log">/dev/null
if [[ $? -eq 0 ]];

可能遇到的网络问题

前半小时一直在断网，本人误把 makefile.inc 文件当成Makefile的swap文件删了，这个时候就要用到伟大的git。

当时的本人还不太会git，所以执行了git restore .，复原了完工大半的Makefile。重活一次本人一定要使用git restore makefile.inc 来恢复被删掉的文件。

BUAA-OS-lab0

课下学习

文件操作

ls

touch

mkdir

cd

rmdir

rm

pwd

mv

cp

rm

tree

cat

echo

head

tail

查找操作

find

grep

wc

编辑操作

chmod

diff

sed

基本语法

替换s

删除 d

打印 p（配合 -n 使用）

插入 i 和追加 a和代替c

多个指令同时执行

实用例子

常用选项

awk

基本格式

分隔符处理

BEGIN/END 块

统计/计算

条件判断

常用指令

cut

sort

uniq

gcc

基本用法

Makefile

基本规则

Git

shell脚本编程

脚本结构

条件判断

循环

for

while

循环控制

算术运算

(())

$(())

函数运算

重定向

管道符

课上测试

exam

extra

可能遇到的网络问题

删除 `d`

打印 `p`（配合 `-n` 使用）

插入 `i` 和追加 `a`和代替`c`

`(())`

`$(())`