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Linux 开发环境配置

要开始 Linux 系统编程，你首先需要一个稳定的开发环境。和图形界面开发不同，系统编程更强调底层资源的控制，因此你需要掌握命令行、编译工具链、调试工具等。

本节将带你完成以下内容：

  • 选择合适的 Linux 开发平台；
  • 安装系统编程常用工具（如 GCC、GDB、Make）；
  • 配置编程和调试环境（以 VS Code 为例）；
  • 编写并运行你的第一个系统程序。

无论你是在虚拟机、实体机还是远程服务器上学习，只要完成这些配置，你就可以无障碍地开始 Linux 系统编程之旅。

选择 Linux 开发环境​

你有以下几种方式可以开始 Linux 系统编程：

  1. 直接使用 Linux 桌面系统

    比如 Ubuntu、Debian、Fedora、Arch 等。推荐新手使用 Ubuntu，因为它用户社区庞大、资料丰富。

  2. 在 Windows 上安装 WSL（Windows Subsystem for Linux）

    WSL 允许你在 Windows 上运行原生 Linux 命令行环境。对于不方便安装双系统的用户，是一个不错的选择。

  3. 使用虚拟机安装 Linux

    可以用 VirtualBox 或 VMware 安装 Ubuntu 等发行版，适合希望完全隔离开发环境的情况。

  4. 远程连接到一台 Linux 服务器（比如树莓派、云服务器）

    通过 SSH 连接并编写、调试程序。这种方式在嵌入式开发和云端部署中非常常见。

提示

建议初学者使用 Ubuntu 20.04 或 22.04，因其兼容性和文档支持较好。

安装开发工具​

系统编程离不开一套工具链。以下是你需要安装的核心工具：

安装 GCC（GNU 编译器集合）​

GCC 是 Linux 下最常用的 C/C++ 编译器。可以通过以下命令安装：

sudo apt update
sudo apt install build-essential

这会安装：

  • gcc（C 编译器）
  • g++（C++ 编译器）
  • make（构建工具）
  • libc6-dev（C 标准库头文件）

安装 GDB（GNU 调试器）​

GDB 是 Linux 下的标准调试工具：

sudo apt install gdb

你可以用它调试 C 程序，查看变量值、设置断点等，是开发系统级程序不可或缺的工具。

选择开发工具和编辑器​

你可以根据自己的习惯选择不同的开发方式。

使用 VS Code + 插件​

  • 安装 VS Code 编辑器
  • 推荐安装以下扩展：
    • C/C++（官方插件）
    • Remote - WSL（在 WSL 上开发）
    • Remote - SSH（远程开发）
  • 配置任务运行和调试器（.vscode/launch.json）

VS Code 支持语法高亮、代码跳转、调试断点、变量查看等功能，非常适合初学者使用。

使用命令行 + Vim / Nano​

如果你习惯在终端工作，可以使用 Vim：

sudo apt install vim

或者 Nano：

sudo apt install nano

搭配 make、gcc、gdb，你可以实现全命令行下的开发流程。

编写你的第一个系统程序​

新建一个文件 hello_sys.c，编写一个简单的程序：

hello_sys.c
#include <unistd.h>

int main() {
    const char *msg = "Hello, Linux system programming!\n";
    write(1, msg, 36);  // 直接使用系统调用 write 写入标准输出
    return 0;
}

这是一个非常简洁的系统级 Hello World，没有使用 printf，而是调用了系统调用 write 来向标准输出写入信息。

编译并运行：

gcc -o hello_sys hello_sys.c
./hello_sys

你应该能看到输出：

Hello, Linux system programming!

这就是你的第一个系统调用程序！

小结​

在这一节中，你学会了：

  • 如何选择 Linux 开发环境（如 Ubuntu、WSL、虚拟机）；
  • 如何安装开发工具（GCC、GDB、Make）；
  • 如何配置开发编辑器（推荐 VS Code）；
  • 如何编写并运行你的第一个系统调用程序。

这些准备工作虽然看起来琐碎，但却是你系统编程之旅中不可跳过的基础。下一节，我们将深入 Linux 的文件系统，从最基本的 open、read、write 系统调用开始，学习如何通过代码操作文件。