嵌入式开发学习历程（一）——Linux系统入门

本人普通本科学生，浑浑噩噩度过大学三年时间。直到临近离校实习，才发现自己学到的知识微不足道。既不满足于现状，又不愿意花费高昂学费进培训机构，只好在秋招前的这段时间补补书籍，看看网课，为改变自己的命运再努力一把。在接下来的时间里，我会把自己的学习笔记进行整理上传，加深对技术的理解，避免遗忘。

为什么要学习linux操作系统?

事实上，ARM通常都是用来做比较复杂的系统的，而且一般都是多任务系统的，当任务比较多，程序比较大的时候，只用汇编和Ｃ恐怕难以胜任，所以我们应该给ＡＲＭ配一个操作系统，用来管理这些任务，那么对于ARM，我们可以作使用哪些操作系统呢？嵌入式操作系统通常有VxWorks,ＷinCE,uC\FreeRTOS,Linux/ucLinux等。而uC\FreeRTOS、Linux因为其免费，而且开源，深受学习者和小公司的欢迎。
uCOS操作系统内核很小，特别适合初学，而且它是占先式内核，是一个实时的操作系统，特别适合实时性要求较高的场合，其内核很小当然其功能当然也就没有linux强大，而且uCOS的图形用户界面（GUI）还是刚有雏形，没有linux的GUI好，而它的GUI是收费的。这样的话只是linux是最好了，但是linux本身不是实时的操作系统，不适合实时性高的场合，于是ucLinux产生了，ucLinux是一个实时操作系统（RTOS），因此学习ARM+ucLinux的人较多。
所以，如果只搞uCOS＋ARM，那就可以不学linux了，如果想学习ARM+ucLinux，要在ARM上移植linux，那么移植后，这个装有linux的ARM处理器，当然只能运行linux环境下编译出来的应用程序（这里还有一个交叉编译的概念需要正确理解），所以理所当然要学linux。我在学时，曾对开发板跑RTOS产生兴趣，还专门询问过不少老师和学长，他们大致认为，uCOS虽然更易于学习，但最终工作开发的方向也会转向Linux开发，所以还是先学好Linux操作系统再回来看RTOS吧。通常小红帽Linux、ubuntu Linux 使用比较广泛，那么不能在Windows下开发ARM+ucLinux吗？其实倒是可以在Windows使用虚拟机软件VMware装一个linux。
嵌入式 Linux 最主要的工作是让目标板能启动 Linux 系统，启动 Linux 系统的核心工作就是启动 Linux 内核，启动 Linux 内核的核心工作就是让这个 Linux 内核能支持你这个设备，Linux 内核能支持你这个设备的前提就是 Linux 内核经过你的改进后确实能启动，你改进内核的前提就是你会 Linux 内核。

Linux文件系统是一个树形的分层组织结构。

文件系统层次结构标准FHS（Filesystem Hierarchy Standard）
FHS定义了系统中每个区域的用途、所需要的最小构成的文件和目录，同时还给出了例外处理与矛盾处理。
其主要目录包括：

/bin：二进制（binary）目录下存放二进制文件。

目录名称	存放文件类型
/boot：	存放系统启动时要用到的程序。
/dev：	包含了所有Linux系统中使用的外部设备。
/etc：	存放系统管理时要用到的各种配置文件和子目录。
/lib：	存放系统动态连接共享库。
/home：	普通用户的主目录。
/root：	根用户的主目录。

Linux的命令（也包括文件名等等）对大小写是敏感的，也就是说，如果你输入的命令大小写不对的话，系统是不会做出你期望的响应的。
如果你的英文足够好，那完全可以不靠任何人就精通linux，只要你会用man。Man实际上就是察看指令用法的help，学习任何一种UNIX类的操作系统最重要的就是学会使用man这个辅助命令。man是manual(手册)的缩写字，它的说明非常的详细，但是因为它都是英文，看起来非常的头痛。建议大家需要的时候再去看man，平常吗，记得一些基本用法就可以了。
浏览目录命令：
当打开命令终端窗口，用户处于自己用户主目录的位置。
ls——显示目录下的内容
ls这个命令就相当于dos下的dir命令，这也是Linux控制台命令中最为重要几个命令之一。ls最常用的参数有三个： -a ，-l， -F。
ls -a
Linux上的文件以“.”开头的文件被系统视为隐藏文件，仅用ls命令是看不到他们的，而用ls -a除了显示 一般文件名外，连隐藏文件也会显示出来。
ls -l
　　这个命令可以使用长格式显示文件内容，如果需要察看更详细的文件资料，就要用到ls -l这个指令。
ls –F（注意，是大写的F）
　　使用这个参数表示在文件的后面多添加表示文件类型的符号，例如*表示可执行，/表示目录，@表示连结文件，这都是因为使用了-F这个参数。但是现在基本上所有的Linux发行版本的ls都已经内建了-F参数，也就是说，不用输入这个参数，我们也能看到各种分辨符号。
　　
pwd——显示当先位置
执行pwd指令可立刻得知您目前所在的工作目录的绝对路径名称。
cd——切换目录
　　这个命令是用来进出目录的，有两点我补充一下。首先，和dos不同的是Linux的目录对大小写是敏感的，如果大小写没拼对，你的cd操作是成功不了的。其次，cd如果直接输入，cd后面不加任何东西，会回到使用者自己的Home Directory。假设如果是root，那就是回到/root.这个功能同cd ~是一样的。
mkdir、rmdir——创建、删除目录
　　mkdir命令用来建立新的目录，rmdir用来删除已建立的目录。
cp——文件复制
　　具体用法是：cp –r 源文件(source) 目的文件(target)
　　参数r是指连同源文件中的子目录一同拷贝。熟悉dos的读者用起这个命令来会觉得更方便，毕竟比在dos下面要少敲两下键盘。
rm——文件删除
　　这个命令是用来删除文件的，和dos下面的rm（删除一个空目录）是有区别的，大家千万要注意。rm命令常用的参数有三个： -i,-r,-f。
　　比如我现在要删除一个名字为test的一个文件：rm –i test
　　系统会询问我们：“rm:remove ‘test’?y”，敲了回车以后，这个文件才会真的被删除。之所以要这样做，是因为linux不象dos那样有undelete的命令，或者是可以用pctool等工具将删除过的文件救回来，linux中删除过的文件是救不回来的，所以使用这个参数在删除前让你再确定一遍，是很有必要的。
　　rm –r 目录名：这个操作可以连同这个目录下面的子目录都删除，功能上和rmdir相似。
　　rm –f 文件名（目录名)：这个操作可以进行强制删除。
　　
mv——移动
　　这个命令的功能是移动目录或文件，引申的功能是给目录或文件重命名。它的用法同dos下面的move基本相同，这里不再多讲。当使用该命令来移动目录时，他会连同该目录下面的子目录也一同移走。如果你想给一个文件或目录重命名时可以用以下方法：mv 原文件（目录）名 新的文件（目录）名。
cat——文本输出命令
　　这个命令是linux中非常重要的一个命令，它的功能是显示或连结一般的ascii文本文件。cat是concatenate的简写，类似于dos下面的type命令。它的用法如下：
　　cat text 显示text这个文件；
　　cat file1 file2 依顺序显示file1,file2的内容；
　　cat file1 file2>file3 把file1,file2的内容结合起来，再“重定向（>）”到file3文件中。
clear——清屏
　　这个命令是用来清除屏幕的，它不需要任何参数，如果你觉得屏幕太紊乱，就可以使用它清除屏幕上的信息。另外一个快捷方式是ctrl+l
　　
文件权限
文件的权限类型：读（r），写（w），执行（x），无权限（-）。
权限：创建者，同组用户，其他用户。
例如：rwxr-----：创建者拥有所有权限，同组用户可读不可写、执行，其他用户无任何权限。

VIM编辑器的使用
Vi/vim是linux系统的基础的文本编辑器

-1. 三种模式以及模式的切换命令
命令行模式：用户在编辑文件时，最初进入的该文件的编辑页面。可以移动光标查看文件，进行复制，剪切，粘贴等操作。

插入模式：进入文件编辑，按ESC可以回到命令行模式

a	从当前光标之后的位置开始插入
i	从当前光标之前的位置开始插入
o	在光标下一行插入空行
A	从当前行尾开始插入
I	从当前行首开始插入
O	在光标上一行加入空行
ESC	退出到命令行模式

底行模式：光标位于屏幕的底行。可以进行文件的保存，查找，替换，列出行列号等操作。

：！command	不退出编译器，执行linux指令

- 2.熟悉拷贝和粘贴命令

yy	复制
y0	复制本行光标至行首的所有字符
y$	复制本行光标至行尾的所有字符
range y（1,10y）	块复制（1到10行复制）
dd	剪切/删除
d0	剪切复制本行光标至行首的所有字符
d$	剪切复制本行光标至行尾的所有字符
range d（1,10y）	块剪切（1到10行复制）
p	粘贴
u	取消上一次操作
N x	剪切光标后的N个字符

-3. 熟悉保存和退出命令

：q	退出没有修改的文件
：q!	强制退出，不保存
：w	保存文件
：x == ：wq	保存文件并退出
：w file	另存为file名称
：r file	读入file指定的文件内容插入文本

• 4.光标命令

：1G	回到第一行
：G	回到最后一行
：数字N	插入到第N行
：set nu/nonu	打开、关闭行号

• 5.查找命令

/string 查找文本中相应的字符串

/string	查找文本中相应的字符串

• 6.替换命令

：s /oldestr /newstr	替换对应的第一个字符串
：s /oldestr /newstr/g	替换当前行所有对应字符串
：.,$ s /oldestr /newstr/g	替换当前行到最后行对应字符串
：1,$ s /oldestr /newstr/g	替换全文对应字符串
：% s /oldestr /newstr/g	替换全文对应字符串

程序的编译和调试

• GCC编译器的使用
  可以支持包括（.c：c语言源代码 .h：头文件 .i：预处理过的源代码 .s：汇编语言源代码文件 .o：编译后的目标文件）以上后缀文件
  编译指令：gcc 源文件名 -o 执行文件名
  ./执行文件名 查看输出结果
  -o 输出可执行文件
  -c 只输出目标代码，不输出可执行文件
  -g 用于调试

• 程序调试
  利用_ FILE _
  _ LINE
  _ FUNCTION 来进行简单的调试
  比如在main函数内加入printf（”%s,%s,%d\n”, _ FILE _ ,_ FUNCTION __ ,__ LINE __）;