一.嵌入式介绍

近年来“嵌入式”这一词的身影经常出现在大众视野中，许多人都好奇“嵌入式“到底是什么？在此我想做一个简单的解释。

嵌入式系统就是一种嵌入到特定设备内部，为完成该设备核心功能而设计的专用计算机系统。它通常与硬件紧密结合，并非通用计算器。再通俗点说，嵌入式就是在硬件与软件之间加上操作系统，目的是解决软硬件的高耦合度，提高软件的可移植性。

耦合度是指硬件与软件之间相互依赖，相互关联的紧密程度，依赖越强则耦合度越高，反之则越低。举个例子说，一支笔有笔帽和笔身两部分构成，把笔帽比作硬件，笔身比作软件。当笔帽发生更换，为了这支笔可以继续使用，我们就要将笔身换成与笔帽适配的笔身。即硬件发生了变化，软件就要随之发生改变。

移植性是指软件在不同的硬件平台，操作系统或环境之间进行迁移时，所需修改的工作量大小。修改的工作量越小，移植性越好，反之则越差。

可以用一张图搞清楚嵌入式

二.操作系统分类

一、商用属性分类

1. 商用系统

   • VxWorks（应用于收银机、工业控制等领域）
   • WinCE（常见于出租车计价器、POS机等商用设备）

2. 免费系统

   • Linux
   • MCLinux

二、实时性分类

1. 硬实时系统

   • VxWorks（必须在严格时限内完成任务）

2. 软实时系统

   • WinCE
   • RTLinux

3. 无实时系统

   • Embedded Linux

注：实时性指系统能够在规定时间内可靠完成任务的能力

三.Linux操作系统简述以及选择Linux的原因

Linux是一款开源的类Unix操作系统，由林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）于1991年开发。它借鉴了UNIX的设计思想，继承了其多任务、多用户等特性，同时以开源免费的模式发展，成为服务器、嵌入式等领域的主流系统之一，是UNIX的“开源继任者”。

选择Linux的原因

1.开源与免费

Linux作为开源操作系统，无需支付许可费用，降低了开发成本。嵌入式系统通常对成本敏感，开源特性允许开发者自由修改和优化内核，满足特定需求。

2.高度可定制性

Linux内核支持模块化配置，可根据嵌入式设备的资源限制裁剪不必要的功能（如GUI、网络协议栈）。通过交叉编译工具链，能针对不同硬件架构（ARM、MIPS等）灵活适配。

3.强大的社区与工具链

成熟的开发工具（GCC、GDB、Make）和调试手段（JTAG、串口日志）简化了开发流程。社区资源（如GitHub、Stack Overflow）提供了大量现成解决方案和补丁。

4.跨平台与长周期支持

Linux支持从微控制器到多核处理器的多种硬件平台，统一的API接口（POSIX）便于代码移植。长期支持版本（LTS）保障了系统维护的可持续性。

四.工具下载

在做嵌入式Linux开发时，我们需要多种工具的支持，我选择的是虚拟机来安装Linux发行版

虚拟机可以使用像VMware，Oracle VituralBox，VirtualPC等，Linux发行版可以选择Ubuntu。

下面附上工具的下载地址与安装指导：

1.虚拟机安装

1.VMware官网下载：www.vmware.com

2.安装教程：VMware Workstation Pro 17官网下载安装教程_vmware17pro下载-CSDN博客

2.Ubuntu安装

1.Ubuntu官网：下载Ubuntu桌面系统 | Ubuntu

（尽量选择LTS版本，LTS版本是长期支持的，一般为5年）

2.镜像包安装：

1.国内镜像：http://mirrors.163.com/ubuntu-releases/

2.清华大学开源软件镜像站：ubuntu | 镜像站使用帮助 | 清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror

五.Linux基本命令介绍

1.Linux命令分类：

Linux命令按功能分为以下几类：

• 用户管理命令
• 文件操作命令
• 设备管理命令
• 网络管理命令
• 进程管理命令
• 内存管理命令

2.用户管理命令及使用说明

1. adduser

• 功能：交互式添加用户（无需手动设置用户信息）
• 格式：adduser 用户名
• 

2. useradd

• 功能：非交互式快速添加用户（需手动添加用户信息）
• 格式：useradd 用户名

3. deluser/userdel

• 功能：删除用户账户（deluser交互，userdel非交互）
• 格式：deluser 用户名 或 userdel 用户名
• 

4. usermod

• 功能：修改用户属性配置
• 使用格式：
  • 修改用户名：usermod -l 新用户名 原用户名
  • 变更主用户组：usermod -g 新用户组 用户名
  • 设置用户主目录：usermod -d 新主目录 用户名
  • 追加附属用户组：usermod -aG 组名 用户名（保留原组）
  • 

5. sudo

• 功能：以超级用户权限执行命令
• 格式：sudo 命令

6. last

• 功能：查询用户登录历史
• 使用方式：
  • last：查看所有用户登录记录
  • last 用户名：查看指定用户登录记录
  • 

3.文件操作命令及其使用说明

一、创建文件与目录

• ​​touch​​：创建新的空文件或更新文件时间戳。例如 touch hello.c创建名为 hello.c的C源文件。

• ​​mkdir​​：创建新目录。使用 -p参数可递归创建多级目录，例如 mkdir -p project/src一次性创建嵌套目录。

二、编辑源代码

• ​​nano​​：简单易用的文本编辑器，适合初学者。操作方式直观：Ctrl+O保存，Ctrl+X退出。

• ​​vim​​：功能强大的编辑器。常用操作：按 i进入编辑模式；按 Esc退出编辑模式，输入 :wq保存并退出，输入 :q!不保存强制退出。

• gedit：图形化文本编辑器，例 gedit hello.c

三、编译程序 (GCC)

• ​​基础编译​​：gcc 源码文件 -o 可执行文件名，例如 gcc hello.c -o hello。若不指定 -o选项，默认生成名为 a.out的可执行文件。

• ​​显示警告​​：建议编译时添加 -Wall选项，如 gcc -Wall hello.c -o hello，这有助于发现代码中的潜在问题。

• ​​调试编译​​：如需使用调试器（如GDB），需添加 -g选项以包含调试信息，例如 gcc -g hello.c -o hello。

四、执行程序

• ​​运行程序​​：通过 ./可执行文件名执行当前目录下的程序，例如 ./hello。

• ​​权限问题​​：若执行权限不足，可使用 chmod +x 可执行文件名命令为文件添加执行权限。

五、查看文件与输出

• ​​cat​​：直接显示整个文件内容，适用于内容较少的文件，例如 cat hello.c。

• ​​less​​：分页显示文件内容，适合查看日志等大文件。操作方式：空格键向下翻页，b键向上翻页，按 q键退出。

• ​​grep​​：在文件或程序输出中过滤特定关键词。常与管道 |结合使用，例如 ./hello | grep "error"可以只显示程序输出中包含 "error" 的行。

六、删除文件与目录

• ​​rm​​：删除文件，例如 rm hello.o。​​警告：此命令直接删除，不易恢复​​。

• ​​rm -r​​：递归删除目录及其下所有内容，例如 rm -r project/。​​使用此命令需格外谨慎​​。

7.示例

这里以一个完整例子来演示

4.文件压缩

一、常见压缩格式对比

格式	扩展名	特点
ZIP	.zip	打包压缩一体，跨平台支持优秀
TAR+GZIP	.tar.gz.tgz	先打包后压缩，Linux系统通用，兼容性最佳
TAR+BZIP2	.tar.bz2.tbz	先打包后压缩，压缩比比GZIP更高
TAR+XZ	.tar.xz.txz	先打包后压缩，采用LZMA算法，压缩率极高
7Z	.7z	打包压缩一体，基于LZMA算法，支持加密，压缩率极高
RAR	.rar	打包压缩一体，支持分卷压缩和加密
GZIP	.gz	仅压缩不打包，处理速度快，算法简洁

二、格式选择场景建议

1. ​​跨平台传输​​：推荐使用 ​​.zip​​ 格式，各类操作系统无需额外软件即可解压

2. ​​Linux/Unix环境​​：

   • 通用兼容：选择 ​​.tar.gz​​，在压缩速度与压缩率间取得良好平衡

   • 高压缩需求：选择 ​​.tar.xz​​（极致压缩）或 ​​.tar.bz2​​（平衡较优）

3. ​​极限压缩​​：优先考虑 ​​.7z​​ 或 ​​.tar.xz​​（适用于对压缩时间不敏感的场景）

4. ​​分卷压缩​​：推荐使用 ​​.rar​​ 或 ​​.7z​​ 格式

5. ​​单个文件压缩​​：文本文件或日志压缩可使用 ​​.gz​​ 格式

三、tar命令使用指南

打包压缩命令

• tar -czvf dir.tar.gz dir/：将目录打包并采用GZIP压缩

• tar -cjvf dir.tar.bz2 dir/：将目录打包并采用BZIP2压缩

• tar -cJvf dir.tar.xz dir/：将目录打包并采用XZ压缩

解压缩命令

• tar -zxvf dir.tar.gz：解压GZIP格式压缩包

• tar -jxvf dir.tar.bz2：解压BZIP2格式压缩包

• tar -Jxvf dir.tar.xz：解压XZ格式压缩包

命令选项详解

选项	功能说明
-c	创建新归档文件（create）
-x	解压已有归档文件（extract）
-t	列出归档内容清单，不解压（list）
-r	向已存在归档文件追加文件（append）
-u	更新归档文件，仅追加比归档内更新的同名文件（update）
-f	指定归档文件名（必选参数，后须直接跟文件名）
-v	显示详细处理过程（verbose）
-z	使用gzip压缩/解压（处理.tar.gz/.tgz文件）
-j	使用bzip2压缩/解压（处理.tar.bz2/.tbz文件）
-J	使用xz压缩/解压（处理.tar.xz/.txz文件）
-C <目录>	改变至指定目录再执行操作（特别适用于指定解压路径或打包路径）
-p	保留文件原始权限和属性（适用于需要保留权限的备份操作）
--exclude	排除指定文件或目录，不进行打包
-k	解压时不覆盖已存在的文件（keep）
-w	打包完成后验证归档完整性（verify）