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嵌入式系統專(zhuān)業(yè)是綜合了計算機硬件技術(shù)、計算機軟件技術(shù)以及電子電路技術(shù)的一門(mén)綜合學(xué)科，所涉及的內涵和知識非常廣泛，包括：數字電路，模擬電路，計算機組成原理，單片機基礎，C語(yǔ)言基礎，操作系統，數據結構，編譯原理，計算機控制，計算機網(wǎng)絡(luò )等知識。 在真正學(xué)習嵌入式開(kāi)發(fā)之前，首先要打好基礎。其中最重要的是C語(yǔ)言基礎、數字電路、計算機組成原理三門(mén)課程。下面我們就來(lái)講下嵌入式Linux C的基本知識點(diǎn)。 一、 基本開(kāi)發(fā)環(huán)境 Linux下C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境 使用工具：程序生成工具GCC、程序調試工具GDB、工程管理工具為make和Makefile。 開(kāi)發(fā)流程：使用編輯工具編寫(xiě)C語(yǔ)言源文件，然后編譯生成機器代碼為主的二進(jìn)制可執行程序。 編譯流程：C語(yǔ)言經(jīng)過(guò)編譯-匯編-鏈接，最終生成可執行程序格式�？蓤绦谐绦虬瑑刹糠謨热荩撼绦蝾^和程序主體。 嵌入式C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境 程序的生成一般使用的是從x86到目標機的編譯工具，程序的開(kāi)發(fā)工具是運行于x86機器上的可執行程序，而是用開(kāi)發(fā)工具生成的目標是以目標機器代碼為實(shí)體的映像文件或者可執行程序，這個(gè)工程稱(chēng)為“交叉編譯“。 和普通Linux環(huán)境下開(kāi)發(fā)相比，更需要掌握一些幾點(diǎn)： * 庫函數和系統調用 * C語(yǔ)言高級應用* C語(yǔ)言在嵌入式中的特殊語(yǔ)法（大小端，內存對齊等）* 資源性能考慮（運行效率與存儲空間） 二、 基本開(kāi)發(fā)工具 Linux文本編輯工具VI 主要這個(gè)掌握VI三種模式的切換：命令模式、文本輸入模式、和末行模式，以及VI編輯器的各種命令與操作。 學(xué)習VIM的使用，編輯vimrc文件，gedit ~./vimrc修改功能（比如顯示行數、顏色加亮等）。 GCC程序開(kāi)發(fā)工具 GCC能完成從C、C++、Objective-C等源文件向運行在特定CPU硬件上的目標代碼的轉換。對于通用計算機，一般使用GCC生成x86的可執行代碼；對于嵌入式開(kāi)發(fā)系統使用交叉編譯的GCC，生成目標機可以運行的程序。 利用GCC/G++生成應用程序可以分為以下四步： （1） 預處理：生成.i文件（預處理器cpp） （2） 編譯：將預處理后的文件轉換為匯編語(yǔ)言，生成.s文件（編譯器gcc） （3） 匯編：由匯編代碼生成目標代碼，即機器代碼，生成.o文件（匯編器as） （4） 鏈接：由各個(gè)文件的目標代碼，生成可執行程序（鏈接器ld） 這里涉及到另外一個(gè)知識點(diǎn)就是靜態(tài)鏈接庫和動(dòng)態(tài)鏈接庫的生成。 Make工程管理工具 Makefile是一個(gè)決定怎樣編譯工程的文本文件，有一定的書(shū)寫(xiě)規則。在工程更新的時(shí)候，使用GNU的make工具根據當前的Makefile對工程進(jìn)行有選擇的編譯。 自動(dòng)生成Makefile的工具有autoconf、automake。其他的類(lèi)似工具比如cMake等。 GDB調試工具 在使用GDB之前，需要對源程序增加-g編譯選項，此時(shí)編譯出來(lái)的程序包含需要調試的信息，可以利用GDB進(jìn)行調試。主要使用的命令是run（開(kāi)始運行程序）、break（設置斷點(diǎn)）、next（執行一行且不進(jìn)入函數）、step（進(jìn)入函數）、continue（繼續程序運行）。 調試分為本地GDB調試和遠程GDB調試，遠程GDB更適合嵌入式系統的調試手段，使用個(gè)目標機端的GDB服務(wù)器和主機端的GDB調試器完成調試工作。 三、 基本學(xué)習函數 C語(yǔ)言標準庫函數 （1） 標準輸入/輸出類(lèi)函數 scanf printf putchar getchar putc getc puts ungetc等。 （2） 字符處理及轉換函數 isdigit isalpha sprint strncat stncpy strlen strchr strstr strrev memset memmove memcpy memcpy等。 （3） 數學(xué)計算類(lèi)函數 div acos/asin pow exp log ceil abs floor fmod等 （4） 數據結構和算法類(lèi)函數 bsearch lfind lsearch qsort rand srand等 （5） 文件I/O操作類(lèi)函數 fopen fclose fgetc fputs fseek fwrite ffush等 （6） 時(shí)間日期類(lèi)函數 clock time gmttime mktime asctime 等 （7） 錯誤處理及工具函數 clearer feof perror errno assert setjmp longjmp等 Linux C中C語(yǔ)言的擴展庫函數 （1） 文件I/O操作函數 open close read write lseek ioctl fcntl mmap dup create等 （2） 文件權限相關(guān)函數 access chown chmod utime umask link stat unlink等 （3） 用戶(hù)操作函數 getgid/setgid getegid/setegid geteuid/seteuid 等 （4） 信號及進(jìn)程類(lèi)函數 kill raise alarm signal getpid fork sleep exec _exit等 四、 C語(yǔ)言高級編程 C語(yǔ)言運行過(guò)程中所使用的內存總體分為靜態(tài)存儲區和動(dòng)態(tài)存儲區兩種。 靜態(tài)存儲區 C語(yǔ)言程序中靜態(tài)數據存儲區分為三類(lèi)：只讀存儲器（RO）、已初始化讀寫(xiě)數據區（RW Data）、未初始化讀寫(xiě)存儲器（BSS）。在程序運行初始化階段開(kāi)辟，在運行過(guò)程中不會(huì )變化（大小和位置固定），程序退出時(shí)被系統回收。 動(dòng)態(tài)存儲區 動(dòng)態(tài)存儲區分為堆和棧兩類(lèi)，在程序運行過(guò)程中動(dòng)態(tài)分配（位置和大小動(dòng)態(tài)變化），常見(jiàn)動(dòng)態(tài)內存管理是棧內存從高地址向低地址分配，堆內存從低地址向高地址分配，一般來(lái)說(shuō)堆使用鏈表實(shí)現，棧使用線(xiàn)性存儲方式。 在C語(yǔ)言程序中，�？臻g是由編譯器管理的，在程序中可以體現�？臻g使用的例子是參數的傳遞、返回值的使用以及自動(dòng)變量空間。一般來(lái)說(shuō)如果�？臻g是從高地址向低地址增長(cháng)的。 參數入棧的順序是：后面的參數在高地址處、前面的參數在低地址處。 自動(dòng)變量在�？臻g，前面的變量放入棧的高地址，后面的自動(dòng)變量放入棧的低地址。 在函數退出時(shí)函數棧上的內容將被釋放。因此，自動(dòng)變量的地址不可以作為函數返回值 在C語(yǔ)言中，堆內存區域的分配和釋放是通過(guò)調用庫函數完成的，malloc、calloc、realloc、free4個(gè)庫函數實(shí)現堆內存的分配、釋放和管理。分配內存后要記得手動(dòng)釋放，否則其資源是不會(huì )被系統回收的，會(huì )造成內存泄漏。同時(shí)指針被釋放后，指針應該被設置為NULL，避免野指針。 總的來(lái)說(shuō)，棧內存是由編譯器分配和釋放，堆內存是由程序分配和釋放。 函數指針的使用 函數指針是一個(gè)指向函數的指針（本質(zhì)上是一個(gè)代碼區的地址），而函數本身代表了算法，此時(shí)C語(yǔ)言的算法就可以通過(guò)指針的形式，像普通變量一樣被使用。函數指針可以作為一個(gè)結構體的成員，也可也作為一個(gè)參數傳遞給其他的函數，同樣也可以作為函數的返回值。 想要了解更多關(guān)于嵌入式stm32、linux驅動(dòng)等方面的內容聯(lián)系宋工QQ3524659088 Tel/VX17317951908 |
