|
嵌入式系統專業是綜合了計算機硬件技術、計算機軟件技術以及電子電路技術的一門綜合學科，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語言基礎，操作系統，數據結構，編譯原理，計算機控制，計算機網絡等知識。 在真正學習嵌入式開發之前，首先要打好基礎。其中最重要的是C語言基礎、數字電路、計算機組成原理三門課程。下面我們就來講下嵌入式Linux C的基本知識點。 一、 基本開發環境 Linux下C語言開發環境 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。 開發流程：使用編輯工具編寫C語言源文件，然后編譯生成機器代碼為主的二進制可執行程序。 編譯流程：C語言經過編譯-匯編-鏈接，最終生成可執行程序格式。可執行程序包含兩部分內容：程序頭和程序主體。 嵌入式C語言的開發環境 程序的生成一般使用的是從x86到目標機的編譯工具，程序的開發工具是運行于x86機器上的可執行程序，而是用開發工具生成的目標是以目標機器代碼為實體的映像文件或者可執行程序，這個工程稱為“交叉編譯“。 和普通Linux環境下開發相比，更需要掌握一些幾點： * 庫函數和系統調用 * C語言高級應用* C語言在嵌入式中的特殊語法（大小端，內存對齊等）* 資源性能考慮（運行效率與存儲空間） 二、 基本開發工具 Linux文本編輯工具VI 主要這個掌握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程序開發工具 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；對于嵌入式開發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知識點就是靜態鏈接庫和動態鏈接庫的生成。 Make工程管理工具 Makefile是一個決定怎樣編譯工程的文本文件，有一定的書寫規則。在工程更新的時候，使用GNU的make工具根據當前的Makefile對工程進行有選擇的編譯。 自動生成Makefile的工具有autoconf、automake。其他的類似工具比如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，此時編譯出來的程序包含需要調試的信息，可以利用GDB進行調試。主要使用的命令是run（開始運行程序）、break（設置斷點）、next（執行一行且不進入函數）、step（進入函數）、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，使用個目標機端的GDB服務器和主機端的GDB調試器完成調試工作。 三、 基本學習函數 C語言標準庫函數 （1） 標準輸入/輸出類函數 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） 數學計算類函數 div acos/asin pow exp log ceil abs floor fmod等 （4） 數據結構和算法類函數 bsearch lfind lsearch qsort rand srand等 （5） 文件I/O操作類函數 fopen fclose fgetc fputs fseek fwrite ffush等 （6） 時間日期類函數 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） 文件權限相關函數 access chown chmod utime umask link stat unlink等 （3） 用戶操作函數 getgid/setgid getegid/setegid geteuid/seteuid 等 （4） 信號及進程類函數 kill raise alarm signal getpid fork sleep exec _exit等 四、 C語言高級編程 C語言運行過程中所使用的內存總體分為靜態存儲區和動態存儲區兩種。 靜態存儲區 C語言程序中靜態數據存儲區分為三類：只讀存儲器（RO）、已初始化讀寫數據區（RW Data）、未初始化讀寫存儲器（BSS）。在程序運行初始化階段開辟，在運行過程中不會變化（大小和位置固定），程序退出時被系統回收。 動態存儲區 動態存儲區分為堆和棧兩類，在程序運行過程中動態分配（位置和大小動態變化），常見動態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，一般來說堆使用鏈表實現，棧使用線性存儲方式。 在C語言程序中，棧空間是由編譯器管理的，在程序中可以體現棧空間使用的例子是參數的傳遞、返回值的使用以及自動變量空間。一般來說如果棧空間是從高地址向低地址增長的。 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。 自動變量在棧空間，前面的變量放入棧的高地址，后面的自動變量放入棧的低地址。 在函數退出時函數棧上的內容將被釋放。因此，自動變量的地址不可以作為函數返回值 在C語言中，堆內存區域的分配和釋放是通過調用庫函數完成的，malloc、calloc、realloc、free4個庫函數實現堆內存的分配、釋放和管理。分配內存后要記得手動釋放，否則其資源是不會被系統回收的，會造成內存泄漏。同時指針被釋放后，指針應該被設置為NULL，避免野指針。 總的來說，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 函數指針是一個指向函數的指針（本質上是一個代碼區的地址），而函數本身代表了算法，此時C語言的算法就可以通過指針的形式，像普通變量一樣被使用。函數指針可以作為一個結構體的成員，也可也作為一個參數傳遞給其他的函數，同樣也可以作為函數的返回值。 想要了解更多關于嵌入式stm32、linux驅動等方面的內容聯系宋工QQ3524659088 Tel/VX17317951908 |
