Linux驱动开发系列：2W字长文整理入门Ubuntu知识

Linux驱动开发

Linux指令非常多，全部记忆基本不可能，所以总结文章只选取重要的指令进行总结，其具体的指令上Linux指令查询网：https://www.linuxcool.com/，进一步查询使用

一、Linux驱动开发第一期：Ubuntu基础入门

1.Vmware虚拟机安装

参考教程：虚拟机VMware最详细下载与安装教程

2.Vmware内Ubuntu功能介绍

2.1 启动栏介绍

启动栏介绍如图所示

2.2 Ubuntu连接USB设备

图形界面下两种连接方式

1. 拔插选择设备连接

   

2. Vmware右下角进行切换

   

2.3 Ubuntu终端下Shell操作

Ubuntu终端指命令行操作界面，打开终端后我们通过输入shell指令来进行操作，下面我们讲解一下常用Shell指令操作（所有Linux版本基本通用）

2.3.1 Shell 基本操作

Shell 命令的格式 如下：

command -options [argument]

command: Shell 命令名称。

options：选项，同一种命令可能有不同的选项，不同的选项其实现的功能不同。

argument：Shell 命令是可以带参数的，也可以不带参数运行。

以ls为例，分别执行如下指令

ls 
ls -l
ls /usr

执行结果如下

ls命令用来打印出当前目录下的所有文件和文件夹

ls -l同样是 打印出当前目录下的所有文件和文件夹，但是此命令会列出所有文件和文件夹的详细信息，比 如文件大小、拥有者、创建日期等等。

ls /usr是用来打印出目录“/usr”下的所有 文件和文件夹。

Shell 命令是支持自动补全功能的，要输入命令的前面一部分字 母，然后按下 TAB 键自动补全，如果有多个指令，可以选择全部列出

以上为基本操作

2.3.2 Shell 常用指令

Shell 命令是所有的 Linux系统发行版所通用的，指令在所有版本linux下都通用

• 目录信息查看命令 ls

文件浏览是最基本的操作了，Shell 下文件浏览命令为 ls，格式如下

ls [选项] [路径]

主要参数有：

-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。

注意：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

• 目录切换命令 cd

中切换到其它的目录，使用的命令是 cd，命令格式如下

cd [路径]

使用范例

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

• 当前路径显示命令pwd

pwd 命令用来显示当前工作目录的绝对路径，不需要任何的参数

• 系统信息查看命令 uname

查看当前系统信息

uname [选项]

可选的选项参数如下：

-r 列出当前系统的具体内核版本号。

-s 列出系统内核名称

-o 列出系统信息

• 清屏命令 clear

clear 命令用于清除终端上的所有内容，只留下一行提示符(实际上未清除，只是推到最上面了)

• 切换用户执行身份命令 sudo

sudo 命令可以 使我们暂时将身份切换到 root 用户。当使用 sudo 命令的时候是需要输入密码的，这里要注意输 入密码的时候是没有任何提示的！

sudo [选项] [命令]

选项主要参数如下：

-h 显示帮助信息。

-l 列出当前用户可执行与不可执行的命令

-p 改变询问密码的提示符。

• 添加用户命令 adduser

此命令需要 root 身份去运行。命令 格式如下：

adduser [参数] [用户名]

主要参数有：

-system 添加一个系统用户

-home DIR DIR 表示用户的主目录路径

-uid ID ID 表示用户的 uid

-ingroup GRP 表示用户所属的组名

• 删除用户命令 deluser

删除用户使用命令“deluser”，命 令参数如下：

deluser [参数] [用户名]

主要参数有：

-system 当用户是一个系统用户的时候才能删除

-remove-home 删除用户的主目录

-remove-all-files 删除与用户有关的所有文件

-backup 备份用户信息

• 切换用户命令 su

命令“su”可以 直接将当前用户切换为 root 用户，切换到 root 用户以后就可以尽情的进行任何操作了！因为你 已经获得了系统最高权限，在 root 用户下，所有的命令都可以无障碍执行，不需要在前面加上 “sudo”，“su”命令格式如下：

su [选项] [用户名]

常用选项参数如下：

-c –command 执行指定的命令，执行完毕以后恢复原用户身份。

-login 改变用户身份，同时改变工作目录和 PATH 环境变量。

-m 改变用户身份的时候不改变环境变量

-h 显示帮助信息

要切换回原来的用户，使用命令“sudo su 用户名”即可

• 显示文件内容命令 cat

cat [选项] [文件]

主要参数如下：

-n 由 1 开始对所有输出的行进行编号。

-b 和-n 类似，但是不对空白行编号。

-s 当遇到连续两个行以上空白行的话就合并为一个行空白行。

• 显示和配置网络属性命令 ifconfig

ifconfig 是一个跟网络属性配置和显示密切相关的命令，通过此命令我们可以查看当前网络 属性，也可以通过此命令配置网络属性，比如设置网络 IP 地址等等

ifconfig interface options | address

主要参数如下：

interface 网络接口名称，比如 eth0 等。

up 开启网络设备。

down 关闭网络设备。

add IP 地址，设置网络 IP 地址。

netmask add 子网掩码。

• 系统帮助命令 man

Ubuntu 提供了一个命令来帮助用户完成这个功能，那 就是“man”命令，通过“man”命令可以查看其它命令的语法格式、主要功能、主要参数说明等， “man”命令格式如下：

man [命令名]

例如，查询ls

man ls

输入指令后会跳出来一个资料文档

• 系统重启命令 reboot

直接输入命令“reboot”然后点击回车键即可

• 系统关机命令 poweroff

输入 命令“poweroff”然后按下回车键即可关闭 Ubuntu 系统

2.4 Ubuntu软件安装

• 通过APP Store安装

  使用apt工具安装软件，需要sudo，也就是root权限。

  

• 使用APT工具安装

  使用apt包管理工具，apt可以自动下载，配置，安装。

  指令：sudo apt-get install + 软件

  安装git如下

  

• deb软件包安装

  下载.deb软件包

  使用dpkg命令安装deb软件包，命令如下：

  sudo dpkg -i xxxx.deb
  

  在windows下，我们安装的是.exe文件，在Ubuntu就有一个.deb

  安装网易云音乐，

• 自己下载程序源码编译安装

  Make

  Make install

• 其他 安装方法

  QT扩展名是.run

• 安装的软件启动图标位置

  以下路径中 usr/share/applications

  

3.Ubuntu文件系统结构

本小结学习目标：了解"/"根目录下各个文件包含内容的含义

3.1 根目录

Linux下“/”就是根目录！所有的目录都是由根目录衍生出来的

3.2 其他文件目录（后期移植需要了解）

目录	功能
/bin	存放二进制可执行文件，这些命令在单用户模式下也能够使用，可以被root和一般的账号使用。
/boot	Ubuntu内核和启动文件，比如vmlinuz-xxx。gurb引导装载程序。
/dev	设备驱动文件
/etc	存放一些系统配置文件，比如用户账号和密码文件，各种服务的起始地址。
/home	系统默认的用户主文件夹，一般创建用户账户的时候，默认的用户主文件夹都会放到此目录下。
/lib	存放库文件
/media	此目录下放置可插拔设备，比如SD卡，或者U盘就是挂载到这个目录中。
/mnt	用户可使用的挂载点，如果要挂载一些额外的设备，那么就可以挂载到此处。
/opt	可选的文件和程序存放目录，给第三方软件放置的目录。
/root	root用户目录，也就是系统管理员目录。
/sbin	和/bin类似，也是存放一些二进制可执行文件。sbin下面的一般是系统开机过程中所需要的命令。
/srv	服务相关目录。比如网络服务。
/sys	记录内核信息，虚拟文件系统。
/tmp	临时目录
/var	存放一些变化的文件，比如日志文件
/usr	usr不是user的缩写，而是UNIX Software Resource的缩写，存放于系统用户有关的文件，会占用很大的存储空间！
/proc	虚拟文件系统，数据放置到内存中，存放系统运行信息

3.3 绝对路径与相对路径

绝对路径：从根目录“/”算起的路径。

相对路径：相对于目前路径的文件名写法，比如./home/zzk。不是以“/”开头的就行。

“.” 代表当前路径，也可以 用“./”表示

“…” 代表上一层目录，也可以用“…/”表示

“*” 为通配符，表示全部

4.Ubuntu磁盘管理

本小节目标了解Ubuntu下磁盘的管理以及

4.1 Ubuntu磁盘设备文件

/dev/sd*文件，此类文件是磁盘设备文件（并不能直接访问磁盘，必须要将磁盘挂载到某一个目录下才可以访问）

指令：定位到磁盘设备目录，显示所有sd开头设备

cd \dev
ls sd*

/dev/sdb 和 /dev/sdb1 是U盘的设备文件。

/dev/sdb表示U盘，/dev/sdb1表示U盘的第一个分区（当前U盘只有一个分区）

4.2 磁盘和目录的容量查询命令

​ df：列出文件系统的整体磁盘使用量。主要查看个整个文件系统的使用量，

​ du:评估文件系统的磁盘使用量，主要查看单个文件的大小。

两个指令都有各自的进一步衍生指令，指令太多，需要使用时查询即可

4.3 磁盘挂载与卸载，分区和格式化

1. 磁盘的挂载和卸载

   磁盘无法直接进入，需要进行挂载操作后才能进入，使用完毕再卸载

   mount（挂载）和umount（卸载）命令

1. mount /dev/sdb1 + 挂载点 #挂载到指定挂载点
2. umount /dev/sdb1	#卸载

挂载到新建的usb文件夹，并进入查看文件

卸载（卸载前先退出usb，不然无法退出）

2. 磁盘分区

   fdisk命令

sudo fdisk /dev/sdb
#输入对应指令
#执行

创建一个分区

sudo fdisk /dev/sdb
n
p
2048 #开始扇区
2097152 #（1024*1024*1024+2048）扇区结束长度

sudo fdisk -l /dev/sdb #查询扇区信息

已经创建1G分区

3. 磁盘格式化

​ 磁盘分区创建好以后就可以格式化磁盘，使用命令mkfs。如：格式化sdb1分区

mkfs -t vfat /dev/sd1

5.Ubuntu压缩与解压缩

5.1 Linux下常用的压缩格式

Linux下常用的压缩扩展名有：.tar、.tar.bz2、.tar.gz与windows下的常用压缩包.rar、.zip有较大区别

5.2 Window和Linux压缩工具

5.2.1 Windows下7ZIP软件的安装

因为Linux下很多文件是.bz2，.gz结尾的压缩文件，因此需要在windows下安装7ZIP软件（强大的压缩软件）：链接

5.2.2 Linux下压缩工具

输入输入：工具名称–help 可查询 对应工具有关指令

• gzip压缩工具

.gzip工具负责压缩和解压缩.gz格式的压缩包。

gzip xxx          #压缩
gzip -d xxx.gz    #解压缩

单个文件压缩与解压缩

gzip对文件夹进行压缩

gzip -r xxx       #对文件夹进行压缩
gzip -rd xxx.gz   #对文件夹进行解压缩

对test文件夹压缩与解压缩

gzip虽然可以对文件夹进行压缩，但是并不能提供打包的服务，只是对文件夹中的所有文件进行了单独的压缩，例如上图中test内文件单独被压缩为.gz文件

• bzip2压缩工具

输入输入bzip2–help可查询bzip2有关指令

和gzip类似，只是bzip2工具负责压缩和解压缩.bz2格式的压缩包。

bzip2 -z xxx         #压缩
bzip2 -d xxx.gz      #解压缩

bzip只能对单个文件进行压缩和解压操作

• tar打包工具

tar常用工具参数：	参数功能
-f	使用归档文件或 ARCHIVE 设备
-c	创建新归档，创建压缩文件
-x	从图档中解出文件，解压缩
-j	使用bzip2压缩格式。
-z	使用gzip压缩格式
-v	显示打包过程、结果

tar工具提供打包服务，就是将多个文件打包（参数顺序有要求，注意顺序），比如

tar -vcf test.tar test    #将test打包成test.tar
tar -vxf test.tar       #解包

打包test文件：

解压test.tar文件：

• tar压缩与解压缩（很常用）

上面的tar命令只提供了打包和解包的功能，tar在提供打包和解包的同时使用gzip/bzip2进行压缩，实现类似windwos下winRAR软件的命令。

1. 对.tar.bz2进行压缩和解压缩

tar -vxjf xxx.tar.bz2    #解压缩
tar -vcjf xxx.tar.bz2 xxx  #压缩

2. 对.tar.gz进行压缩和解压缩

tar -vxzf xxx.tar.gz    #解压缩
tar -vczf xxx.tar.gz xxx  #压缩 

以gzip格式压缩test文件

解压缩同理（注意解压后位置，默认为当前文件夹，不要出现重名文件夹）

5.3 其他格式的压缩和解压缩

5.3.1 .rar格式

输入rar可查询rar有关指令

需要先安装rar：sudo apt-get install rar

rar x xxx.rar      #解压缩
rar a xxx.rar xxx  #压缩

解压缩测试

5.3.2 .zip格式

输入zip可查询zip有关指令

zip格式压缩使用“zip“命令：

zip -rv xxx.zip xxx 

zip格式解压缩使用“unzip”命令：

unzip -v xxx.zip

压缩与解压缩

6.Ubuntu用户与用户组

Linux是多用户系统，一个系统不仅仅只针对一个用户，而是多个用户，所以掌握用户与用户组的管理与操作很有必要；

6.1 Linux用户

Linux是一个多用户操作系统，不同的用户拥有不同的权限，可以查看和操作不同的文件，Ubuntu有三种用户：

● 初次创建的用户，此可以完成比普通更多功能。 初次创建的用户，此可以完成比普通更多功能。
● root用户，系统管理员中的BOSS拥有至高无上权利。
● 普通用户，安装完操作系统以后被创建的。 普通用户，安装完操作系统以后被创建的。

Linux用户记录在/etc/passwd这个文件内，操作系统通过UID来识别是哪个用户，使用如下指令打开，用户显示方式：名称+UID+用户组GID

sudo vi /etc/passwd #VI打开，退出方式为按下esc后按下shift + q

Linux用户密码记录在/etc/shadow这个文件内，加密过

sudo vi /etc/shadow #VI打开，退出方式为按下esc后按下shift + q

每个用户都有一个ID，叫做UID。

6.2 Linux用户组

为了方便管理，将用户进行分组。这样就可以设置非本组人员不能访问某些文件。每个用户可以属于多个不同的组。

• 用户与用户组区别：

用户：家里有你、弟弟、妹妹个人，每个人都有自己的房间，你们三个人都是用户，你们都不能随便的乱翻别人的房间。

用户组：你们三个都是一个家庭的，也就是属于同一个用户组，你们三个可以共用厨房，书房等空间。

• 用户和用户组作用

用户和用户组的存在就是为了控制文件的访问权限的。

注意：每个用户组都有一个ID，叫做GID，用户组信息存储在/etc/group文件中

6.3 创建用户和用户组

• 图形化界面创建

​ 要使用图形化界面创建用户和用户组的话就需要安装gnome-system-tools这个工具：

sudo apt-get install gnome-system-tools

若出现以下BUG：

E: 无法获得锁 /var/lib/apt/lists/lock - open (11: 资源暂时不可用)
E: 无法对目录 /var/lib/apt/lists/ 加锁
E: 无法获得锁 /var/lib/dpkg/lock - open (11: 资源暂时不可用)
E: 无法锁定管理目录(/var/lib/dpkg/)，是否有其他进程正占用它？

解决方法：

sudo rm /var/cache/apt/archives/lock  
sudo rm /var/lib/dpkg/lock  

然后关掉终端重新打开，再次运行安装指令，安装成功后直接打开安装程序-用户和用户组就能创建和删除用户组了：

• 命令创建用户和用户组

添加用户：adduser命令**(备注：下面的添加和删除都需要root权限)**

sudo adduser 用户名

用户查询：finger命令

finger 用户名

修改用户密码：passwd命令，passwd 用户名

删除用户：deluser命令

sudo deluser 用户名

添加用户组：addgroup命令

sudo addgroup 用户组名

显示组内用户名：groups命令，groups 用户组名

删除用户组：delgroup命令

sudo delgroup 用户组名

7. 文件权限管理

7.1 Ubuntu/Linux文件权限

文件权限是指不同的用户或用户组对某个文件拥有的权限，文件的权限分为三种：

命令字	含义
r	读
w	写
x	可执行

文件权限的描述形式如下：

-rw-r–r--就是文件权限，第一位表示文件类型（例如c开头为字符设备，d开头为块设备），剩下的每三位表示一组权限。分别对应拥有者权限、拥有者所在组权限、其他用户权限。

可以使用二进制表示文件权限

权限	二进制数字	八进制数字
—	000	0
–x	001	1
-w-	010	2
-wx	011	3
r–	100	4
r-x	101	5
rw-	110	6
rwx	111	7

1.c的权限就是r=6，w=4，x=4

1.c文件信息：- rw- r-- r–，表示：1.c所属用户拥有读写权限无可执行权限，组内其他用户拥有只读权限，其他用户仅有可读权限。

7.2 Ubuntu/Linux文件权限修改

1. 修改文件权限命令

​ chmod命令

chmod [权限值] [文件名 /目录名] [参数]

常用参数

参数	功能
-c	效果类似“ 效果类似“ -v”参数，但仅回显更改的部分
-f	不显示错误信息
-r	递归处理，即指定目录下所有文件以及子文件一起处理
-v	显示指令执行过程

改变hollow的可执行权限

2. 修改文件所属用户

​ chown命令

chown [选项]... [所有者][:[组]] 文件...

eg:

chown root /u		将 /u的所属用户更改为"root"。

8.Ubuntu连接文件（Linux通用）

8.1 连接文件概念

Linux有两种连接文件：符号连接(软连接)和硬链接

• 符号链接(软连接)：类似Windows下的快捷方式。

• 硬链接：通过文件系统的inode连接来产生新文件名，而不是产生新文件。

inode：记录文件属性，一个文件一个inode，inode相当于文件ID，查找文件的时候要先找到inode，然后才能读出文件的内容。

8.2 ln命令

ln命令用于创建连接文件：

ln [选项] 源文件 目标文件

选项：

​ -s 创建符号链接(软连接)

​ -f 强制创建连接文件，如果目标存在，那么先删除掉目标文件，然后再建立连接文件。

8.3 硬连接

硬链接是多个文件都指向同一个inode，硬链接知识点：

​ ① 具有相同inode的多个文件互为硬链接文件，创建硬链接相当于文件实体多了入口。

​ ② 对于硬链接文件，只有删除了源文件以及对应的所有硬连接文件，文件实体才会被删除。

​ ③ 根据硬链接文件的特点，我们可以通过给文件创建硬连接的方式来防止文件误删除。

​ ④ 不论修改源文件还是连接文件，另一个文件的数据都会被改变。

​ ⑤ 硬连接不能跨文件系统。

​ ⑥ 硬连接不能连接到目录。

因为以上这些限制，硬链接其实不常用。

显示硬链接详细信息就是显示具体文件的信息

8.4 符号连接(软连接)

符号连接类似Windows下的快捷方式，符号链接也叫做软连接，软连接要用的多。符号连接相当于创建了一个独立的文件，这个文件会让数据读取指向它连接的哪个文件的文件名。软连接的特点：

​ ① 可以连接到目录。

​ ② 可以跨文件系统。

​ ③ 删除源文件以后，软连接文件也就“打不开了”。

​ ④ 符号连接文件通过->来指示具体的连接文件。

​ ⑤ 符号连接要使用绝对路径，否则连接出问题。

显示软连接详细信息就是显示软链接文件的详细信息，下图中显示的文件信息就是l（链接文件），所有用户都有操作权限！

9.Vim编辑器常用操作

9.1 vim编辑器

Linux系统命令行的操作方式与图形化的操作方式不一样，他内部自带了vi编辑器，但是vi编辑器太难用，所以安装vim编辑器，安装命令：

sudo apt-get install vim

9.2 vim编辑器三种工作模式

​ vim xxx 使用vim编辑器打开文件。

1. 一般模式(指令模式)：默认模式，用vim打开一个软件以后自动进入到此模式。

2. 编辑模式：一般模式中无法编辑文件，要编辑文件就要进入编辑模式，按下“i、I、a、A、o、O、s、r”等就会进入到编辑模式。一般按下“a”进入编辑模式。按下ESC键可退出编辑模式。

3. 命令行模式(底行模式)：先进入到一般模式，然后输入’:’、’/’、’?'这三个中的任意一个就可以进入到命令行模式。

• 一般模式：

常用指令：

命令	作用
x	删除光标所在处字符 nx 删除光标所在处后n个字符
dd	删除光标所在行，ndd删除n行
dG	删除光标所在行到末尾的内容
D	删除从光标所在处到行尾
yy、Y	复制当前行
nyy、nY	复制当前行以下n行
dd	剪切当前行
ndd	剪切当前行以下n行
yy、Y	复制当前行
nyy、nY	复制当前行以下n行
dd	剪切当前行
ndd	剪切当前行以下n行
p、P	粘贴在当前光标所在行下 或行上
r	取代光标所在处字符
R(shift + r)	从光标所在处开始替换字符，按Esc结束
u	undo,取消上一步操作
ctrl+r	redo,返回到undo之前

• 编辑模式：

常用指令：

命令	作用
a	在光标后附加文本
A（shift + a）	在本行行末附加文本 行尾
i	在光标前插入文本
I(shift+i)	在本行开始插入文本 行首
o	在光标下插入新行
O(shift+o)	在光标上插入新行

• 底行模式：

常用指令：

命令	作用
:w	保存修改
:w new_filename	另存为指定文件
:w >> a.txt	内容追加到a.txt文件中 文件需存在
:wq	保存修改并退出
shift+zz（ZZ）	快捷键，保存修改并退出
:q!	不保存修改退出
:wq!	保存修改并退出（文件所有者可忽略文件的只读属性）

10.Linux下C编程入门

10.1 编写C程序

Linux下的编写C代码包括两部分：代码编写和编译，在 Windows 下可以使用 Visual Studio 直接完成这两部分，但在 Linux 下这两部分是分开的，我们先进行代码编写，编写完成以后再使用 GCC 编译器进行编译，其中代码编写工具很多，比如 VIM 编辑器、Emacs 编辑器、VScode 编辑器等等，此处我使用VIM编辑器来编写程序，把 Linux 下 的 C 编程完整的走一遍。

10.1、设置vim编辑器

用vim打开文件 /etc/vim/vimrc

sudo vim /etc/vim/vimrc

设置vim编辑器，一个TAB=4个字节，即在最后面输入如下指令

set ts=4

设置vim编译器，显示行号，最后面加入下面一行代码

set nu

10.2、编写C程序

新建一个1.c文件(不新建C文件也可以，vim会自动创建)

touch 1.c

vim打开C文件

vim 1.c

根据上一小节vim操作输入如下c程序

  1 #include <stdio.h>
  2 
  3 int main(void)
  4 {
     
  5     printf("Hello World\r\n");
  6     return 0;
  7 }

保存退出

10.2 编译C程序

使用gcc编译器编译C程序。

gcc -o hello 1.c

执行程序

补充GCC编译器介绍

gcc [选项] [文件名字] [源文件]

主要选项如下：

-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。

注意gcc编译时，若C语言语法不对会报错显示！

11.make工具和Makefile文件

11.1 makehe1makefile介绍

当源码文件比较多的时候就不适合通过直接输入gcc命令来编译，这时候就需要一个自动化的编译工具.

make ：一般说GNU Make，是一个软件，用于将源代码文件编译为可执行的二进制文件，make工具主要用于完成自动化编译。make工具编译的时候需要Makefile文件提供编译文件

Makefile ：make工具所使用的文件，Makefile指明了编译规则

11.2 编写C程序测试例程

使用VIM编写多个小型的含有多个.c文件的C程序。

编写主函数main.c文件

1 #include <stdio.h>
2 #include "input.h"
3 #include "calcu.h"
4
5 int main(int argc, char *argv[])
6 {
     
7 int a, b, num;
8
9 input_int(&a, &b);
10 num = calcu(a, b);
11 printf("%d + %d = %d\r\n", a, b, num);
12 }

输入函数input.c

1 #include <stdio.h>
2 #include "input.h"
3
4 void input_int(int *a, int *b)
5 {
     
6 printf("input two num:");
7 scanf("%d %d", a, b);
8 printf("\r\n");
9 }

input的头文件input.h

1 #ifndef _INPUT_H
2 #define _INPUT_H
3
4 void input_int(int *a, int *b);
5 #endif

计算函数calcu.c

1 #include "calcu.h"
2 
3 int calcu(int a, int b)
4 {
     
5 return (a + b);
6 }

calcu的头文件calcu.h

1 #ifndef _CALCU_H
2 #define _CALCU_H
3
4 int calcu(int a, int b);
5 #endif

编写文件夹如下：

11.3 使用GCC直接编译

使用GCC直接编译的过程如下

第一次编译使用

gcc [所有文件] -o [目标文件]

之后哪个文件更新了单独编译那个文件后再链接

gcc [更新文件] -c 
gcc [所有文件.o] -o [目标文件]

使用如下，先生成所有文件的.o文件，更新直接更新对应.o文件就行，最后再通过gcc的-o来链接所有编译后文件。

gcc的编译方法复杂，尤其在文件数量很多时十分低效，所以引入Makefile来自动化编译，简化流程！

11.3 使用make工具和Makefile文件进行编译

以上面的文件为例子，进行makefile编译！

第一次使用VIM编辑的话，首先修改文件/etc/vim/vimrc，使 TAB 键不用空格形成

set noexpandtab

Vim新建一个Makefile文件（严格按照大小写来）

编写代码如下：（2、4、6、8、11、12处tab进位，必须！）

  1 main: main.o input.o calcu.o
  2     gcc -o main main.o input.o calcu.o
  3 main.o: main.c
  4     gcc -c main.c
  5 input.o: input.c
  6     gcc -c input.c
  7 calcu.o: calcu.c
  8     gcc -c calcu.c
  9 
 10 clean:
 11     rm *.o
 12     rm main

保存后，我们在命令行输入make就会默认执行main的程序

使用make clean则会调用清除程序

此处makefile的功能如下：

1. 如果工程没有编译过，那么工程中的所有.c 文件都要被编译并且链接成可执行程序。

2. 如果工程中只有个别 C 文件被修改了，那么只编译这些被修改的 C 文件即可。

3. 如果工程的头文件被修改了，那么我们需要编译所有引用这个头文件的 C 文件，并且 链接成可执行文件。

11.4 Makefile语法入门

• 规则格式

Makefile由一系列的规则组成的，规则格式如下

[目标]： [依赖]
	命令1
	命令2
	命令3
	...

比如上一小结的规则

main : main.o input.o calcu.o
	gcc -o main main.o input.o calcu.o

这条规则的目标是 main，main.o、input.o 和 calcu.o 是生成 main 的依赖文件，如果要更新 目标 main，就必须先更新它的所有依赖文件，如果依赖文件中的任何一个有更新，那么目标也 必须更新，（更新就是执行一遍规则中的命令列表）

命令列表中的每条命令必须以 TAB键开始，不能使用空格；make 命令会为 Makefile 中的每个以 TAB开始的命令创建一个 Shell进程去执行

规则间的依赖关系如下：以上一节代码为例子

main: main.o input.o calcu.o
	gcc -o main main.o input.o calcu.o
main.o: main.c
	gcc -c main.c
input.o: input.c
	gcc -c input.c
calcu.o: calcu.c
	gcc -c calcu.c
	
clean:
	rm *.o
	rm main

代码中有5条规则，最上面为默认规则，执行时会检查他的依赖文件是不是最新的，如果不是最新的就会向下搜索规则来生成最新的依赖文件，如果我们要直接执行对应规则，命令行输入如下指令就行，第五条规则因为没用依赖文件，默认认为依赖文件是最新的直接执行命令；

make [规则目标]

具体执行流程总结如下：

1. make 命令会在当前目录下查找以 Makefile(makefile 其实也可以)命名的文件。
2. 当找到 Makefile 文件以后就会按照 Makefile 中定义的规则去编译生成最终的目标文件。
3. 当发现目标文件不存在，或者目标所依赖的文件比目标文件新**（也就是最后修改时间比目标文件晚）**的话就会执行后面的命令来更新目标。

注意：除了第一条规则顺序有意义，其他规则顺序随意！

• Makefile变量

Makefile 加入了变量支持，不像 C 语言中的变量有 int、char 等各种类型，Makefile 中的变量都是字符串！类似 C 语言中的宏。使用变量将上面的代码修改，例如

#Makefile 变量的使用
objects = main.o input.o calcu.o
main: $(objects)
	gcc -o main $(objects)

先简单的补充一下上面用到的语法

’#‘ 为makfile语法中注释

’objects‘ 为变量名称

’$(变量名称)‘ 为引用变量

‘=’ 为对变量进行赋值

• Makefile赋值符

1. 赋值符“=”

   变量赋值，其真实值取决于它所引用的变量的最后一次有效值

   name = jk
   curname = $(name)
   name = jeck666
   
   print:
   	@echo curname: $(curname)
   

   执行后结果，显示最后一次赋值

   

2. 赋值符“:=”

   ‘:=’ 与 ‘=’ 号的区别在于，前者不会使用后面定义的变量，只能使用前面已经定义好的，这就是“=”和“:=”两个的区别，我们将代码换成如下代码进行测试

   name = jk
   curname := $(name)
   name = jeck666
   
   print:
   	@echo curname: $(curname)
   

   可以看到值取的是赋值时的值，不是最后定义的变量值

   

3. 赋值符“?=”
   “?=”使用时如果变量前面没有被赋值，那么此变量就是“?=”后面的值， 如果前面已经赋过值了，那么就使用前面赋的值

4. 变量追加“+=”
   有时候我们需要给前面已经定义好的变量添加一些字符串进 去，此时就要使用到符号“+=”，比如如下所示代码

   objects = jeck
   objects += 666
   

   一开始变量objects为jeck，追加后变为jeck666

• Makefile 模式规则

模式规则中，至少在规则的目标定定义中要包涵“%”，否则就是一般规则，目标中的“%”表示对文件名的配，“%”表示长度任意的非空字符串，比如“%.c”就是所有的以.c 结尾的 文件，类似与通配符，a.%.c 就表示以 a.开头，以.c结束的所有文件

通过模式规则我们就可以使用一条规则来将所有的.c 文件编译为对应的.o 文件

使用方法如下：

%.o : %.c
	命令

上一节代码可修改如下：

main: main.o input.o calcu.o
	gcc -o main main.o input.o calcu.o
%.o: %.c
	命令
	
clean:
	rm *.o
	rm main

此处修了了之后命令也需要修改，因此引入自动化变量

• Makefile自动化变量

自动化变量	变量
$@	规则中的目标集合，在模式规则中，如果有多个目标的话，“$@”表示匹配模 式中定义的目标集合。
$%	当目标是函数库的时候表示规则中的目标成员名，如果目标不是函数库文件， 那么其值为空。
$<	依赖文件集合中的第一个文件，如果依赖文件是以模式(即“%”)定义的，那么 “$<”就是符合模式的一系列的文件集合。
$?	所有比目标新的依赖目标集合，以空格分开。
$^	所有依赖文件的集合，使用空格分开，如果在依赖文件中有多个重复的文件， “$^”会去除重复的依赖文件，值保留一份。
$+	和“$^”类似，但是当依赖文件存在重复的话不会去除重复的依赖文件。
$*	这个变量表示目标模式中"%"及其之前的部分，如果目标是 test/a.test.c，目标模 式为 a.%.c，那么“$*”就是 test/a.test。

通过自动化变量，我们最终改版的代码如下：

main: main.o input.o calcu.o
	gcc -o main main.o input.o calcu.o
%.o: %.c
	gcc -c $<
	
clean:
	rm *.o
	rm main

• Makefile 伪目标

Makefile 有一种特殊的目标——伪目标，一般的目标名都是要生成的文件，而伪目标不代 表真正的目标名，使用伪目标主要是为了避免 Makefile 中定义的执行命令的目标和工作目录下的实际文件出 现名字冲突，例如上面的代码中clean规则，如果文件夹内真的存在clean命名的文件，那么clean规则就无法执行！！！因此，可以将 clean 声明为伪 目标，声明方式如下：

	.PHONY : clean

上面实例代码进一步修改

main: main.o input.o calcu.o
	gcc -o main main.o input.o calcu.o
%.o: %.c
	gcc -c $<

.PHONY : clean
clean:
	rm *.o
	rm main

声明 clean 为伪目标以后不管当前目录下是否存在名 为“clean”的文件，输入“make clean”的话规则后面的 rm 命令都会执行

• Makefile条件判断

makefile支持条件判断语法，具体有两种语法：

<条件关键字>
	<条件为真时执行的语句>
endif

<条件关键字>
	<条件为真时执行的语句>
else
	<条件为假时执行的语句>
endif

条件关键字有 4 个：ifeq、ifneq、ifdef 和 ifndef，这四个关键字其实分为两对、ifeq 与 ifneq、ifdef 与 ifndef，ifeq 用来判断是否相等，ifneq 判断是否不 相等，用法如下：

ifeq (<参数 1>, <参数 2>)
ifeq ‘<参数 1 >’,‘ <参数 2>’
ifeq “<参数 1>”, “<参数 2>”
ifeq “<参数 1>”, ‘<参数 2>’
ifeq ‘<参数 1>’, “<参数 2>”

ifdef 和 ifndef 的用法如下：

ifdef <变量名>

如果“变量名”的值非空，那么表示表达式为真，否则表达式为假。“变量名”同样可以是 一个函数的返回值。ifndef 用法类似，但是含义用户 ifdef 相反。

• Makefile函数

Makefile 中的函数是已经定义好的，我们直接使用， 不支持我们自定义函数。make 所支持的函数不多，但是绝对够我们使用了，函数的用法如下：

$(函数名 参数集合)

或者

${函数名 参数集合}

常用函数：

1. 函数 subst

函数 subst 用来完成字符串替换，调用形式如下：

$(subst ,,)

将字符串中的内容替换为，函数返回被替换以后的字符串

2. 函数 patsubst

函数 patsubst 用来完成模式字符串替换，调用形式如下：

$(patsubst ,,)

此函数查找字符串中的单词是否符合模式，如果匹配就用来 替换掉，可以使用通配符“%”，表示任意长度的字符串，函数返回值就是替换后的字符串。如果中也包涵“%”，那么中的“%”将是中的那个 “%”所代表的字符串

例如：

$(patsubst %.c,%.o,a.c b.c c.c)

3. 函数 dir

函数 dir 用来获取目录，使用方法如下：

$(dir )

此函数用来从文件名序列中提取出目录部分，返回值是文件名序列的目录部分，/src/a.c的目录部分为/src

4. 函数 notdir

此函数用与从文件名序列中提取出文件名非目录部分，也就是提取文件名

$(notdir )

5. 函数 foreach

foreach 函数用来完成循环

$(foreach ,,)

此函数的意思就是把参数中的单词逐一取出来放到参数中，然后再执行所 包含的表达式。每次都会返回一个字符串，循环的过程中，中所包含的每个字符串会以空格隔开，最后当整个循环结束时，所返回的每个字符串所组成的整个字符串将会是 函数 foreach 函数的返回值。

6. 函数 wildcard

通配符“%”只能用在规则中，只有在规则中它才会展开，如果在变量定义和函数使用时， 通配符不会自动展开，这个时候就要用到函数 wildcard

$(wildcard PATTERN…)

例如：

$(wildcard *.c)

获取当前目录下所有的.c 文件

12.Shell脚本入门基础

12.1 什么是shell脚本

之前我们已经了解到终端下输入的一些常用Shell命令，但是我们都是一条一条输入命令，遇到大量的指令时会很

麻烦，所以我们通过shell脚本一次性执行大量指令！shell脚本类似windows的批处理文件，就是将连续执行的命

令写成一个文件，shell脚本提供数组、循环、条件判断的等功能，shell脚本一般是Linux运维或者系统管理员

要掌握的，作为嵌入式开发人员，我们只需要掌握shell脚本最基础的部分即可。

12.2 shell脚本写法

shell脚本是个纯文本文件，命令从上而下，一行一行的开始执行，shell脚本扩展名为.sh，shell脚本第一行一定要为:

#!/bin/bash

表示使用bash，因为linux里面不仅仅只有bash一个解析器，还有其它的，它们之间的语法会有一些不同，所以加上这一句话，告诉系统要用这个解析器

12.3 shell基本语法

• shell变量

定义变量时，变量名不加美元符号

name=“666”

name为定义的变量

使用定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号$，格式如下

echo $name
echo ${name}

• shell输出

echo 指令用于字符串的输出，使用格式如下

#显示字符串
echo "It is a test" 
#显示变量
echo "$name It is a test"
# #号为shell中注释符号

• shell读取

read指令用于读取，可以带有-a, -d, -e, -n, -p, -r, -t, -s八个选项，语法如下

read [-ers] [-a aname] [-d delim] [-i text] [-n nchars] [-N nchars] [-p prompt] [-t timeout] [-u fd] [name ...]

8个参数功能描述

参数	功能
-d	后面跟一个标志符，其实只有其后的第一个字符有用，作为结束的标志。
-p	后面跟提示信息，即在输入前打印提示信a息
-e	在输入的时候可以使用命令补全功能。
-n	后跟一个数字，定义输入文本的长度，很实用。
-r	屏蔽\，如果没有该选项，则\作为一个转义字符，有的话 \就是个正常的字符了。
-s	安静模式，在输入字符时不再屏幕上显示，例如login时输入密码。
-t	后面跟秒数，定义输入字符的等待时间。
-u	后面跟fd，从文件描述符中读入，该文件描述符可以是exec新开启的

• shell数值计算

shell脚本中数值仅支持整形，数值计算表达式如下

$((表达式))

例如：

#!/bin/bash
a=1
b=2
c=$((a+b))
echo "$a+$b=$c"

注意：shell语法内 ‘=’号的使用前后不能有间隔！

• shell的test命令

test命令用于查看文件是否存在、权限等信息，可以进行数值，字符，文件三方面的测试。

数值测试

参数	说明
-eq	等于则为真
-ne	不等于则为真
-gt	大于则为真
-ge	大于等于则为真
-lt	小于则为真
-le	小于等于则为真

字符串测试

参数	说明
=	等于则为真
!=	不相等则为真
-z 字符串	字符串的长度为零则为真
-n 字符串	字符串的长度不为零则为真

文件测试

参数	说明
-e 文件名	如果文件存在则为真
-r 文件名	如果文件存在且可读则为真
-w 文件名	如果文件存在且可写则为真
-x 文件名	如果文件存在且可执行则为真
-s 文件名	如果文件存在且至少有一个字符则为真
-d 文件名	如果文件存在且为目录则为真
-f 文件名	如果文件存在且为普通文件则为真
-c 文件名	如果文件存在且为字符型特殊文件则为真
-b 文件名	如果文件存在且为块特殊文件则为真

&&和||命令：

**cmd1 && cmd2：**当cmd1执行完并且正确，那么cmd2开始执行，如果cmd1执行完毕错误，那么cmd2不执行。

cmd1 || cmd2： 当cmd1执行完毕并正确，那么cmd2不执行，反之cmd2执行。

根据以上指令编写测试程序

#!/bin/bash
echo "please input two string:"
read -p "first:" str1 #一一对应输入参数
read -p "second:" str2
#运用 && 和 || 判断test结果
test $str1 == $str2 && echo "str1 = str2" || echo "str1 != str2"

测试结果

• shell中括号[]判断符

[ ]为test命令的另一种形式，但要注意：

1.必须在左括号的右侧和右括号的左侧各加一个空格，否则会报错。

2.test命令使用标准的数学比较符号来表示字符串的比较，而用文本符号来表示数值的比较。

3.大于符号或小于符号必须要转义，否则会被理解成重定向。

[ ] 将判断内容框起来，代替test判断结果，使用方法如下

[ "$str1"=="str2" ]

注意：参数必须加""号表示一个整体参数，[]与内容必须间隔一个空格

• shell默认变量

shell脚本提供许多默认参数，具体如下：

参数	作用
$0	输出当前执行脚本的路径
$n	运行脚本时，后面跟的参数，例:./test.sh 1 2 3 那么在test.sh中，$0=./test.sh ,$1=1 ,$2=2,$3=4
$#	命令行参数的个数
$@	所有参数的值,每个参数用引号包起来
$*	所有参数的值，所有参数用一个引号包起来
$?	判断上一条命令是否执行成功
$$	获得当前进程进程号
$!	上一个指令的PID
$_	在执行此命令之前的前一个命令

主要介绍如下一个：

$0$n，表示shell脚本的参数，包括shell脚本命令本身，shlle脚本执行脚本的路径为$0，$1-n则可以在我们运行脚本时直接传入参数，例如以下代码

  1 #!/bin/bash
  2 echo "input dat=" $1
  3 echo "pos of shell=" $0

运行结果

• shell条件判断

shell脚本支持条件判断，虽然可以通过&&和||来实现简单的条件判断，但是稍微复杂一点的场景就不适合了。shell脚本提供了if then条件判断语句，写法

if [条件判断] ; then
 #判断成立要做的事情
fi

还有if then else 语句，写法

if [条件判断] ; then
 #条件判断成立要做的事情
else
 #条件判断不成立要做的事情。
fi

或：

if [条件判断] ; then
 #条件判断成立要做的事情
elif [条件判断]; then
 #条件判断成立要做的事情
else
 #条件判断不成立要做的事情。
fi

实例代码：

  1 #!/bin/bash
  2 echo "please input two string:"
  3 read -p "first:" str1 #一一对应输入参数
  4 read -p "second:" str2
  5 
  6 
  7 
  8 if [ "&str1"=="$str2" ] ; then
  9     echo "str1=str2"
 10 else
 11     echo "str1!=str2"
 12 fi

执行结果

最后还有case语句

case $变量 in
“第1个变量内容”)
   程序段
   ;;   #表示该程序块结束！！

“第2个变量内容”)
   程序段
   ;;

“第n个变量内容”)
   程序段
   ;;
esac

示例代码：

  1 #!/bin/bash
  2 case $1 in
  3 "a")
  4    echo "dat A"
  5    ;;   #表示该程序块结束！！
  6 
  7 "b")
  8    echo "dat B"
  9    ;;
 10 
 11 *)     # *号表示其他所有情况
 12    echo "dat other"
 13    ;;
 14 esac

执行结果：

• shell函数

shell脚本支持自定义函数，函数写法如下：

[ function ] funname [()]

{
     
    #代码段;
    [return int;]
}

说明：

1. 可以带function fun() 定义，也可以直接fun() 定义,不带任何参数。

2. 参数返回，可以显示加：return 返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。 return后跟数值n(0-255

实例代码

#!/bin/bash

function help()
{
     
  case $1 in
  "-a")
     echo "help a"
     ;; 
  
  "-b")
     echo "help b"
     ;;
  
  *)     # *号表示其他所有情况
     echo "unknow"
     ;;
 esac
}

#执行函数
help -a

help -b

help -c

运行结果

• shell循环

shell脚本也支持循环，比如 while do done，表示当条件成立的时候就一直循环，直到条件不成立，写法如下：

while [条件]  #括号内的状态是判断式
do         #循环开始
    #循环代码段
done 

还有另外一种until do done，表示条件不成立的时候循环，条件成立以后就不循环，写法如下：

until [条件]
do
	#循环代码段
done

示例循环代码：

  1 #!/bin/bash
  2 read -p "please input name:" name
  3 
  4 while [ "$name" == "jeck" ]
  5 do  
  6     read -p "please input name:" name
  7 done
  8 echo "While Over!"

运行结果：

for循环，使用for循环可以知道循环次数，写法：

for var in con1 con2 con3……
do
	#循环代码段
done

示例代码：

#!/bin/bash
for var in a b c d e
do 
	echo $var
done

执行结果，依次输出：

for循环数值处理，写法：

for((初始值; 限制值; 执行步长))
do
	#循环代码段
done

示例代码：

#!/bin/bash
for((i=0; i<5; i++))
do
	echo $i
done

执行结果如下：

以上就是做Linux驱动开发时需要的Ubuntu入门知识了，后期我还会更新Linux下IMX6ULL裸机开发的学习教程，欢迎大家点个关注和收藏哇！另外如果文章内容有错误的话，欢迎大家在评论区指正呀，如果你需要PDF版本的文章，也欢迎留下邮箱哦！