在Windows使用VSCode搭建嵌入式Linux开发环境

Posted 韦东山

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了在Windows使用VSCode搭建嵌入式Linux开发环境相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在Windows使用VSCode搭建嵌入式Linux开发环境

百问网已经制作好了完备的Ubuntu镜像，可以从这里下载：

链接：https://pan.baidu.com/s/1vw4VUV_Mvt0HXz8IC66ACg 
提取码：iftb

我们也正在(2022.10.17开始)使用纯粹的Ubuntu环境开始教驱动入门，免费的，感兴趣者也加上面的群。

1. Ubunt上的操作

1.1 安装基本开发工具

git clone https://e.coding.net/weidongshan/DevelopmentEnvConf.git
cd DevelopmentEnvConf
sudo ./Configuring_ubuntu.sh

1.2 安装bear

sudo apt install bear

1.3 下载和编译内核

1.3.1 下载内核

执行如下命令：

$ git clone https://e.coding.net/codebug8/repo.git
$ mkdir -p 100ask_imx6ull-sdk && cd 100ask_imx6ull-sdk
$ ../repo/repo init -u https://gitee.com/weidongshan/manifests.git -b linux-sdk -m imx6ull/100ask_imx6ull_linux4.9.88_release.xml --no-repo-verify
$ ../repo/repo sync -j4

1.3.2 配置工具链

执行如下命令：

gedit  ~/.bashrc

在最后加入如下内容：

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin

重新关闭、打开终端。

1.3.3 编译内核

vscode的clangd插件使用compile_commands.json文件来生成索引文件，这样当我们点击某个函数时可以飞快跳转到它定义的地方。

compile_commands.json文件中记录的是每个文件的编译选项，样式如下：

        "arguments": [
            "arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc",
            "-c",
            "-Wp,-MD,init/.main.o.d",
            "-nostdinc",
            "-isystem",
            "/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin/../lib/gcc/arm-buildroot-linux-gnueabihf/7.5.0/include",
            "-I./arch/arm/include",
            "-I./arch/arm/include/generated/uapi",
            "-I./arch/arm/include/generated",
            "-I./include",
            "-I./arch/arm/include/uapi",
            "-I./include/uapi",
            "-I./include/generated/uapi",
            "-include",
            "./include/linux/kconfig.h",
            "-D__KERNEL__",
            "-mlittle-endian",
            "-Wall",
            "-fno-dwarf2-cfi-asm",
            "-fno-omit-frame-pointer",
            "-o",
            "init/.tmp_main.o",
            "init/main.c"
        ],
        "directory": "/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88",
        "file": "init/main.c"
    ,

我们使用bear命令来生成compile_commands.json，它的用法如下：

bear make [其他make本身的参数]

它会记录make过程编译文件时用到的命令。

所以我们编译内核的目的是生成compile_commands.json，执行如下命令：

$ cd /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88
$ make 100ask_imx6ull_defconfig
$ bear make zImage -j4

如果你之前曾经编译过内核但是没有在前面使用bear命令，那么需要重新编译：

$ make  clean
$ bear make zImage -j4

编译成功后就会在当前目录下得到文件compile_commands.json，需要如下修改：

在gedit中使用快捷键"Ctrl+H"即可如下操作：

2. Windows上的操作

2.1 安装vscode

2.1.1 从官网下载安装

使用浏览器从从https://code.visualstudio.com/下载vscode安装包，双击安装。

2.1.2 在本地安装插件

我们的目的是在Windows上运行vscode，使用vscode阅读Linux服务器上的内核源码。

这需要安装很多插件，这些插件是安装在windows上还是Linux服务器上？

vscode的插件有两种类型：

  • 全局插件：只需要安装在Windows上，打开远程服务器的代码后也可以使用这些插件
  • 远程插件：即使在Windows上使用vscode，这类插件也必须安装在远程服务器上

但是我们并不知道插件属于全局插件还是远程插件，怎么办呢？

  • 先在Windows安装所需的全部插件
  • 以后打开远程服务器文件夹时，再查看已经安装的插件，它会有相应的提示。

打开vscode后，点击左侧图标：

依次输入下列插件名字，安装：

  • C/C++
  • C/C++ Extension Pack
  • C/C++ Snippets
  • Clangd
  • Remote SSH
  • Code Runner
  • Code Spell Checker
  • vscode-icons
  • compareit
  • DeviceTree
  • Tabnine AI Autocomplete
  • Bracket Pair Colorization Toggler
  • Rainbow Highlighter
    • 高亮文字：shift + alt + z
    • 取消高亮：shift + alt + a
  • Arm Assembly
  • Chinese
  • Hex Editor
  • One Dark Pro
  • Markdown All in One
  • Markdown Preview Enhanced

我们已经安装的插件有这些：

2.2 设置SSH

2.2.1 安装Git

vscode自带的ssh程序有Bug，我们需要替换ssh。

可以使用GIT工具自带的ssh，所以先安装Git：

  • 下载：https://gitforwindows.org/
  • 安装：双击即可

2.2.2 替换ssh

修改环境变量，替换Path中ssh的路径即可。

先打开"编辑系统环境变量"：

然后替换ssh，确保GIT工具的路径下有ssh.exe后，如下替换：

2.3 远程登录服务器

2.3.1 连接Ubuntu

安装好插件后，即可远程登录服务器，如下操作：

  • 先增加Host
  • 再连接Host

2.3.2 免密登录

这不是必须的，后续使用vscode访问远程服务器时，你可以一直使用密码登录。

如果想免密登录的话，需要生成ssh秘钥。

先在windows的命令行执行：

ssh-keygen

然后再修改vscode配置：

最后把前面生成的id_rsa.pub复制到Ubuntu目录/home/book：

mkdir /home/book/.ssh
cat /home/book/id_rsa.pub >> /home/book/.ssh/authorized_keys
chmod 700 /home/book/.ssh
chmod 600 /home/book/.ssh/authorized_keys
sudo /usr/sbin/sshd restart

2.4 在服务器上安装插件

vscode连接上服务器后，查看本地插件，发现有如下字样的插件就点击"Install in SSH"：

安装完后，可以如下图查看，确保远程服务器上已经有了clangd插件：

2.5 配置clangd

2.5.1 下载clangd

前面只是安装clangd插件，它的使用还需要一个运行在Linux服务器上的clangd程序。

我们以后使用vscode打开C文件时，会提示你安装clangd程序，它会安装最新版本(版本15)，但是这个版本有一些Bug，所以我们手工安装版本13。

在Ubuntu中使用浏览器打开https://github.com/clangd/clangd/releases/tag/13.0.0，下载Linux安装包：

把下载到的clangd-linux-13.0.0.zip放到/home/book目录下，执行解压命令：

cd /home/book
unzip clangd-linux-13.0.0.zip

2.5.2 配置clangd

在Windows的vscode界面按下图步骤打开setting.json文件:

在setting.json中写入如下内容(我们第1次打开源码目录后，这个文件可能被自动修改，你需要再次修改它)：


    "C_Cpp.default.intelliSenseMode": "linux-gcc-arm",
    "C_Cpp.intelliSenseEngine": "Disabled",
    "clangd.path": "/home/book/clangd_13.0.0/bin/clangd",
    "clangd.arguments": [
        "--log=verbose",
    ],

C/C++插件里的intellisense和clangd是冲突的，如果我们没有手工设置setting.json，当使用vscode打开C文件时也会提示禁止intellisense，点击鼠标即可禁止。它的本质也是修改setting.json，它会写入如下文字：

"C_Cpp.intelliSenseEngine": "disabled",

上面代码有Bug，其中的"disabled"应该改为"Disabled"。

2.6 常用快捷键

打开C文件后，在文件里点击右键就可以看到大部分快捷键。

输入文件名打开文件: Ctrl + P
跳到某行: Ctrl + G + 行号
打开文件并跳到某行: Ctrl + p 文件名:行号
列出文件里的函数 : Ctrl + Shift + O，可以输入函数名跳转
函数/变量跳转: 按住Ctrl同时使用鼠标左键点击、F12
前进: Ctrl + Shift + -
后退: Ctrl + Alt + -
列出引用 : Shift + F12
查找所有引用 : Alt + Shift + F12
切换侧边栏展示/隐藏: Ctrl + B
打开命令菜单: Ctrl + Shift + P
手动触发建议: Ctrl + Space
手动触发参数提示: Ctrl + Shift + Space
打开/隐藏终端: Ctrl + `(Tab上方的那个键)
重命名符号: F2
当前配置调试: F5
上/下滚编辑器: Ctrl + ↑/↓
搜索/替换 : Ctrl + F/H
高亮文字：shift + alt + z
取消高亮：shift + alt + a

3. 使用vscode阅读内核源码

确保Ubuntu上Linux内核源码目录下已经有了文件compile_commands.json。

3.1 打开目录

vscode已经连接到Ubuntu后，如下操作：

3.2 触发clangd建立索引

在vscode里打开任意一个C文件，就会触发clangd建立索引：

如果在状态栏没有看到正在建立索引，可以如下处理：

  • 按照《2.5.2 配置clangd》重新编辑setting.json
  • 重新启动vscode、重新打开内核源码目录、重新打开C文件

在创建索引的过程中，可以使用如下命令查看.cache目录，它会不断变大(最终大小在60M左右)：

3.3 验证

4. 使用vscode阅读内核外部的源码

比如我们编写了hello驱动程序，它用到内核里的头文件、函数，我们点击hello驱动里的函数时，想打开内核的文件。

需要创建一个workspace：

  • 里面含有内核目录、hello驱动源码目录
  • 内核目录下有compile_commands.json
  • hello驱动源码目录下有compile_commands.json

4.1 创建workspace

使用vscode打开内核目录，然后保存为WorkSpace，如下操作：

4.2 把驱动目录加入workspace

假设驱动程序位于这个目录：/home/book/nfs_rootfs/drivers_projects/01_hello_drv/ 。

4.2.1 编译驱动

使用如下命令编译，它会生成compile_commands.json：

cd /home/book/nfs_rootfs/drivers_projects/01_hello_drv/
bear make

4.2.2 修改compile_commands.json

把里面的"cc"全部修改为"arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc"。

4.2.3 加入workspace

4.3 验证

5. 常见错误

5.1 无法跳转

第1步，确认已经关闭intellisense：

在Windows的vscode界面按下图步骤打开setting.json文件:

在配置文件中：

第2步，跟第1步一样打开配置文件后，确认Ubuntu中有clangd：

第3步，确认源码目录下有compile_commands.json，并且文件里面记录有验证用的C文件、“cc"被改成了"arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc”：

第4步，在vscode里打开C文件后，确认.cache目录生成了：

5.2 Ubuntu IP变化

Ubuntu中的网卡IP会发生变化，如果发现无法连接服务器后，需要确认IP是否发生了变化，然后按照《2.3.1 连接Ubuntu》重新连接。

如果想那么麻烦，可以设置vmware让NAT的固定下来，如下图操作：

第2步，跟第1步一样打开配置文件后，确认Ubuntu中有clangd：

第3步，确认源码目录下有compile_commands.json，并且文件里面记录有验证用的C文件、“cc"被改成了"arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc”：

第4步，在vscode里打开C文件后，确认.cache目录生成了：

5.2 Ubuntu IP变化

Ubuntu中的网卡IP会发生变化，如果发现无法连接服务器后，需要确认IP是否发生了变化，然后按照《2.3.1 连接Ubuntu》重新连接。

如果想那么麻烦，可以设置vmware让NAT的固定下来，如下图操作：


以上是关于在Windows使用VSCode搭建嵌入式Linux开发环境的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

测试驱动的嵌入式开发 002：VSCode + CMake + Unity 环境搭建

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Ubuntu12.04嵌入式交叉编译环境arm-linu-gcc搭建过程，图解

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