在Ubuntu中搭建嵌入式Linux开发环境

Posted 2023-03-03 韦东山

在Ubuntu中搭建嵌入式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。

如果你使用我们的Ubuntu镜像，那么可以略过前面第1~6章的内容，直接从第7章开始看。

1. 安装基本开发工具

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

2. 安装vscode

2.1 从官网下载安装

在Ubuntu中使用浏览器从从https://code.visualstudio.com/下载deb包，执行：

cd /home/book/Downloads
sudo dpkg -i code_1.72.2-1665614327_amd64.deb

2.2 安装插件

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
• Code Runner
• Code Spell Checker
• 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
• Clangd
• Markdown All in One
• Markdown Preview Enhanced

我们已经安装的插件有这些：

2.3 配置clangd

2.3.1 下载clangd

前面只是安装clangd插件，它的使用还需要一个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，它会安装最先版本(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

2.3.2 配置clangd

在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文件时时会提示禁止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",

上面文件有Bug，其中的"disabled"应该改为"Disabled"。

2.3.3 安装bear

在vscode中使用clangd，要实现精确跳转，需要使用bear分析源码生成compile_commands.json。

执行如下命令安装：

sudo apt instll bear

2.4 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WindTerm

3.1 安装WindTerm

WindTerm是Linux环境下好用的终端软件，GUI界面、支持ssh、串口等协议，可以记录历史命令。

我们使用它来打开串口操作开发板。

在Ubuntu中使用浏览器打开https://github.com/kingToolbox/WindTerm/releases/tag/2.5.0，下载Linux版本的软件包：

把下载到的WindTerm_2.5.0_Linux_Portable_x86_64.tar.gz放到/home/book目录下，执行解压命令：

cd /home/book
tar xzf WindTerm_2.5.0_Linux_Portable_x86_64.tar.gz
cd WindTerm_2.5.0/
chmod +x WindTerm

以后就可以在桌面系统打开终端后执行以下命令打开WindTerm：

cd /home/book/WindTerm_2.5.0/
sudo ./WindTerm

3.3 配置WindTerm

WindTerm的使用方法可以参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/468501270

本节目标：

• 解决问题：我们使用WindTerm打开/dev/ttyUSB0或/dev/ttyACM0等串口时，不加sudo命令就会碰到权限问题
• 方便使用：我们想在Ubuntu左侧启动栏点击鼠标就启动WindTerm

3.3.1 解决权限问题

执行如下命令把book用户放入组(dialout、tty)即可：

sudo newgrp dialout tty
sudo usermod -a -G dialout book
sudo usermod -a -G tty book

3.3.2 放入启动栏

创建一个文件/usr/share/applications/windterm.desktop，内容如下：

[Desktop Entry]
Name=WindTerm
Comment=A professional cross-platform SSH/Sftp/Shell/Telnet/Serial terminal
GenericName=Connect Client
Exec=/home/book/WindTerm_2.5.0/WindTerm
Type=Application
Icon=/home/book/WindTerm_2.5.0/windterm.png
StartupNotify=false
StartupWMClass=Code
Categories=Application;Development
Actions=new-empty-window
Keywords=windterm

[Desktop Action new-empty-window]
Name=New Empty Window
Icon=/home/book/WindTerm_2.5.0/windterm.png
Exec=/home/book/WindTerm_2.5.0/WindTerm

然后增加可执行权限、并启动程序：

sudo  chmod +x /usr/share/applications/windterm.desktop
/usr/share/applications/windterm.desktop

最后如下图操作，以后就可以在Ubuntu左侧的启动栏点击鼠标启动WindTerm：

4. 安装搜狗输入法

按照说明操作：https://shurufa.sogou.com/linux/guide

切换中英文快捷键: Ctrl+空格。

5. 安装计算器

执行如下命令安装：

sudo snap install uno-calculator

然后启动它、添加进Ubuntu左侧的启动栏，入下图操作：

6. 下载和编译内核

以百问网IMX6ULL_Pro开发板为例。

6.1 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

6.2 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。

6.3 编译内核

执行如下命令：

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

7. 使用vscode阅读内核源码

7.1 生成compile_commands.json

bear命令用来生成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。

编译内核时，使用如下命令：

// 如果之前曾经编译过内核，要清除掉
make clean  

// 然后重新编译
bear make zImage -j 4

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：

7.2 使用vscode打开内核

7.2.1 打开目录

有两种方法：

• 在vscode中入下操作，选择、打开目录"/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88"
  

• 在终端里进入内核目录，执行命令

  code  .
  

7.2.2 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：

如果没有看到上述状态，可以如下处理：

• 按照《2.3.2 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)：

7.2.3 验证

8. 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

8.1 创建workspace

使用vscode打开内核目录，然后保存为WorkSpace，如下操作：

保存在内核源码的上一层目录里：

8.2 把驱动目录加入workspace

假设驱动程序位于这个目录：``

8.2.1 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

8.2.2 修改compile_commands.json

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

8.2.3 加入workspace

8.3 验证

9. 常见错误

9.1 无法跳转

第1步，确认已经关闭intellisense：

第2步，确认有clangd：

第3步，确认源码目录下有compile_commands.json，并且里面有源码、“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：