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嵌入式系統(tǒng)專業(yè)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(shù)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(tǒng)，數(shù)據(jù)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(fā)之前，首先要打好基礎。其中最重要的是C語言基礎、數(shù)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(fā)環(huán)境 Linux下C語言開發(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。 開發(fā)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(zhí)行程序。 編譯流程：C語言經過編譯-匯編-鏈接，最終生成可執(zhí)行程序格式。可執(zhí)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(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，程序的開發(fā)工具是運行于x86機器上的可執(zhí)行程序，而是用開發(fā)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(zhí)行程序，這個工程稱為“交叉編譯“。 和普通Linux環(huán)境下開發(fā)相比，更需要掌握一些幾點： * 庫函數(shù)和系統(tǒng)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(fā)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(shù)、顏色加亮等）。 GCC程序開發(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(zhí)行代碼；對于嵌入式開發(fā)系統(tǒng)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(zhí)行程序（鏈接器ld） 這里涉及到另外一個知識點就是靜態(tài)鏈接庫和動態(tài)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(guī)則。在工程更新的時候，使用GNU的make工具根據(jù)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(zhí)行一行且不進入函數(shù)）、step（進入函數(shù)）、continue（繼續(xù)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(tǒng)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(shù) C語言標準庫函數(shù) （1） 標準輸入/輸出類函數(shù) scanf printf putchar getchar putc getc puts ungetc等。 （2） 字符處理及轉換函數(shù) isdigit isalpha sprint strncat stncpy strlen strchr strstr strrev memset memmove memcpy memcpy等。 （3） 數(shù)學計算類函數(shù) div acos/asin pow exp log ceil abs floor fmod等 （4） 數(shù)據(jù)結構和算法類函數(shù) bsearch lfind lsearch qsort rand srand等 （5） 文件I/O操作類函數(shù) fopen fclose fgetc fputs fseek fwrite ffush等 （6） 時間日期類函數(shù) clock time gmttime mktime asctime 等 （7） 錯誤處理及工具函數(shù) clearer feof perror errno assert setjmp longjmp等 Linux C中C語言的擴展庫函數(shù) （1） 文件I/O操作函數(shù) open close read write lseek ioctl fcntl mmap dup create等 （2） 文件權限相關函數(shù) access chown chmod utime umask link stat unlink等 （3） 用戶操作函數(shù) getgid/setgid getegid/setegid geteuid/seteuid 等 （4） 信號及進程類函數(shù) 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(tài)存儲區(qū)和動態(tài)存儲區(qū)兩種。 靜態(tài)存儲區(qū) C語言程序中靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲區(qū)分為三類：只讀存儲器（RO）、已初始化讀寫數(shù)據(jù)區(qū)（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(tǒng)回收。 動態(tài)存儲區(qū) 動態(tài)存儲區(qū)分為堆和棧兩類，在程序運行過程中動態(tài)分配（位置和大小動態(tài)變化），常見動態(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，一般來說堆使用鏈表實現(xiàn)，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(xiàn)棧空間使用的例子是參數(shù)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(shù)入棧的順序是：后面的參數(shù)在高地址處、前面的參數(shù)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(shù)退出時函數(shù)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(shù)返回值 在C語言中，堆內存區(qū)域的分配和釋放是通過調用庫函數(shù)完成的，malloc、calloc、realloc、free4個庫函數(shù)實現(xiàn)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(tǒng)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(shù)指針的使用 函數(shù)指針是一個指向函數(shù)的指針（本質上是一個代碼區(qū)的地址），而函數(shù)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(shù)指針可以作為一個結構體的成員，也可也作為一個參數(shù)傳遞給其他的函數(shù)，同樣也可以作為函數(shù)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(lián)系宋工QQ3524659088 Tel/VX17317951908 |
