嵌入式Linux C语言开发工具及基础命令

一、ubuntu环境搭建

请自行准备VMware workstation15安装包及 ubuntu18.04.iso镜像文件。可参考链接：VMware Workstation15 安装配置ubuntu-18.04.4
注：1、可以在配置语言时将选项选为中文，后续方便开发。2、可在主机上分区出一块200G的空间作为ubuntu专用，可新建一个盘符避免混淆。3、请记得安装VMware tool工具哦 4、请配置网络，确保虚拟机网络和主机在一个网段。

二、linux下文件和目录相关命令

2.1熟悉Linux的文件系统结构

首先我们要明白，linux下一切皆文件，所以我们的linux系统称为文件系统，后续涉及到驱动的操作，实际上都是对设备文件的操作。linux文件系统就是一个树形的分层组织结构，如下图所示（由于Linux是开源的软件，各Linux发行机构都可以按照自己的需求对文件系统进行裁剪，所以众多的Linux发行版本的目录结构也不尽相同）：

/bin 存储一些二进制可执行命令文件，，/usr/bin也存放了一些基于用户的命令文件。
/sbin 存储了很多系统命令，，/usr/sbin也存储了许多系统命令。
/root 超级用户 root的根目录文件。
/home 普通用户默认目录，在该目录下，每个用户都有一个以本用户名命名的文件夹。
/boot 存放 Ubuntu系统内核和系统启动文件。
/mnt 通常包括系统引导后被挂载的文件系统的挂载点。
/dev 存放设备文件，我们后面学习 Linux驱动主要是跟这个文件夹打交道的。
/etc 保存系统管理所需的配置文件和目录。
/lib 保存系统程序运行所需的库文件，，/usr/lib下存放了一些用于普通用户的库文件。
/lost+found 一般为空，当系统非正常关机以后，此文件夹会保存一些零散文件。
/var 存储一些不断变化的文件，比如日志文件
/usr 包括与系统用户直接有关的文件和目录，比如应用程序和所需的库文件。
/media 存放 Ubuntu系统自动挂载的设备文件。
/proc 虚拟目录，不实际存储在磁盘上，通常用来保存系统信息和进程信息。
/tmp 存储系统和用户的临时文件，该文件夹对所有的用户都提供读写权限。
/opt 可选文件和程序的存放目录。
/sys 系统设备和文件层次结构，并向用户程序提供详细的内核数据信息。
… …

现在不用死记硬背，后续用的多了，大家自然知道每个目录下放的是什么东西。

2.2文件和目录相关命令

2.2.1 显示当前路径 pwd

右键打开终端，输入pwd，无需加参数，效果如图所示：

2.2.2 目录信息查看命令 ls

文件浏览是最基本的操作了，终端下文件浏览命令为 ls，命令格式如下：

ls [选项 ] [路径]

选项出可填写如下内容，代表不同作用：
-a 显示所有的文件以及子目录，包括以“ “.”开头的隐藏文件。
-l 显示文件的详细信息，比如文件的形态、权限、所有者、大小等信息。
-t 将文件按照创建时间排序列出。
-A 和 -a一样，但是不列出“ “.””(当前目录 )和“ “…””(父目录 )。
-R 递归列出所有文件，包括子目录中的文件。
Shell命令里面的参数是可以组合在一起用的，比如组合“ “-al”就是显示所有文件的详细信
息，包括以“ “.”开头的隐藏文件 ls命令使用如下图所示：

2.2.3 文件权限修改命令 chmod

如上图所示，ls -l出来的内容是详细信息，最前面一串字符代表文件类型+文件权限，drwxrwxr-x代表文件类型为文件夹，创建者权限为可读可写可执行，同组用户权限为可读可写可执行，其他用户权限为可读不可写可执行。具体刨析如图所示：

如图所示，文件类型为文件夹，创建者可读可写可执行，对应111，八进制中对应7。同组用户可执行，对应001，八进制为1.其他用户可读可写，对应110，八进制对应6。我们可以通过实例演示一下，右键打开终端，创建文件夹，命令如下所示：

mkdir linux_study
cd linux_study
mkdir level1_linuxC_basic
cd level1_linuxC_basic
mkdir day1
cd day1
mkdir testchmod

可通过chmod将创建的文件夹权限修改为716，如下图操作所示，测试结果如图：

2.2.4 目录切换命令 cd

要想在 Shell中切换到其它的目录，使用的命令是 cd，命令格式如下：

cd   [某一路径]
cd / //进入到根目录“ “/”下 Linux系统的根目录为“ “/””, cd /usr //进入到目录“ “/usr”里面
cd .. //进入到上一级目录。
cd ~ //切换到当前用户主目录

2.2.5 系统信息查看命令 uname

在很多时候我们需要确认我们使用的系统版本信息，使用uname可列出。

uname -r  //列出系统内核版本号
uname -s  //列出系统内核名称
uname -o  //列出系统信息
uname -a  //列出所有信息

演示如下图：

2.2.6 文件内容查看命令 cat nl

有时候我们需要在终端下直接查看文件内容，而非使用编辑器打开查看。首先在主机下随便编辑一个txt文档拖到ubuntu下，可使用如下命令及对应组合进行文件内容查看：

cat    //查看文件内容
cat -b //带行号查看文件内容
nl    //带行号查看文件内容

2.2.7 文件复制命令 cp

cp  a/. b/ -r 将a目录下所有文件拷贝到b目录下(-r 代表对文件夹进行递归)
cp  a/. b/ -i(-i代表与用户的交互提示)

如下图演示中，先在a下创建了递归文件夹，然后cp生成b，使用tree命令查看b目录的树形结构，发现复制完成。tree 可使用 sudo apt-get install tree安装，前提是网络配置正常，如果无网络可在网上查找解决方法，也可私信我共同学习及解决。

2.2.8 文件创建指令 touch

touch a.c   //在当前目录下创建a.c文件
touch a/a1.c  //在目录a下创建a1.c文件

2.2.9 文件搬移命令 mv

用于移动文件，即剪切粘贴，有时也可用于重命名文件。

mv a.c b/   //将文件a.c搬移到b目录下
mv b/a.c b/b.c  //将文件a.c重命名为b.c

2.2.10 文件夹创建指令 mkdir

mkdir mydisk

2.2.10 文件及文件夹删除指令 rm

rm test.txt    //删除某一文件
rm a/ -rf      //删除某一文件夹

2.2.11 文件压缩和解压缩 tar

2.2.12 文件的查询和搜索 find grep

三、VI/VIM编辑器

Ubuntu自带了 VI编辑器，但是 VI编辑器对于习惯了 Windows下进行开发的人来说不方便，比如竟然不能使用键盘上的上下左右键调整光标位置。因此我推荐大家使用 VIM编辑器， VIM编辑器是 VI编辑器升级版本， VI/VIM编辑器都是一种基于指令式的编辑器，不需要鼠标，也没有菜单，仅仅使用键盘来完成所有的编辑工作。因此我们确保在有网络的情况下，输入sudo apt-get install vim在线安装。

3.1 熟悉vi的三种模式及模式切换命令

vim  a.c //进入a.c

我们试着在图中输入数字，发现根本没法输入，这不是因为你的键盘坏了。因为 VIM默认是以只读模式打开的文档，因此我们要切换到输入模式，切换到输入模式的命令如下：

3.2 熟练的使用vi的拷贝和粘贴、删除命令

3.3 熟练的使用vi的保存和退出命令

除此之外，还有更多命令行命令，比如set number设置显示行号，set nonumber取消显示行号，1G代表移动光标到第一行 G代表移动光标到最后一行，/string 查找字符串找到以后可以按n查找下一个 N查找上一个，%s/str1/str2/g (:范围s/str1/str2g)把全文的str1替换为str2 加g代表全部替换，不加默认只换第一个，range y 块复制例：:1,10 y 复制1到10行的内容

四、计算机基础知识

4.1 冯诺依曼模型

4.2 程序发展及程序设计步骤

程序发展：机器语言->汇编语言->高级语言
程序设计步骤：编辑（VI）->编译（gcc）、链接（ld）->执行、调试

五、数据的表示

5.1 数值数据表示

数据包括十进制、二进制、十六进制、八进制。

5.2 非数值数据表示

ASCII码可以将非数值数据转换为数值数据，在linux终端
下可使用man ASCII，要学会使用man手册，后续开发常用。

六、程序的编译和调试

6.1 gcc编译器使用

先安装gcc编译器，在终端输入此命令：sudo apt-get install gcc，使用方法如下：

gcc [选项]  [文件名字]
选项可填如下内容：
-c 只编译不链接为可执行文件，编译器将输入的 .c文件编译为 .o的目标文件。
-o：：<输出文件名 > 用来指定编译结束以后的输出文件名，如果 不 使用这个选项的话 GCC默认编译出来的可执行文件名字为 a.out。
-g 添加调试信息，如果要使用调试工具 (如 GDB)的话就必须加入此选项，此选项指示编译的时候生成调试所需的符号信息。
-O 对程序进行优化编译，如果使用此选项的话整个源代码在编译、链接的的时候都会进行优化，这样产生的可执行文件执行效率就高。
-O2 比 -O更幅度更大的优化，生成的可执行效率更高，但是整个编译过程会很慢。gcc -o -Wall a.c a       //代表把a.c编译为a可执行程序，并且在编译过程中输入警告信息。

gcc编译的具体过程：预处理、编译、汇编、链接

(1)预处理： gcc -E a.c -o a.i     //生成预编译文件
(2)编译： gcc -S a.i -o a.s         //生成汇编代码
(3)汇编： gcc -c a.s -o a.o             //生成目标文件
(4)链接： gcc -o a a.o              //链接，生成可执行文件

七、总结与思考

1、linux文件系统与windows文件系统有什么区别？
答：linux下一切皆文件，linux文件系统从“/”根目录开始，再分层，没有所谓的CD盘的区别，在linux系统U盘是自动挂载在根目录下的etc下一个子文件夹上。

2、gcc作为一个交叉编译器，如何生成ARM架构可以执行的程序？
答：换一个交叉编译器，将文件编译成ARM架构可执行的文件。如arm-linux-gnueabihf-gcc

3、在VI编辑器中如果我们想将一个文件中的第5到第30行中的字符“abc”替换成“ABC”我们使用什么命令？
答：5,30s/abc/ABC/g

4、在ASCII码表中字符‘3’对应的是数值？
答：0x33

ps:希望和大家共同进步，有问题可以留言，共同探讨，共同学习。

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