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嵌入式LinuxC语言程序设计基础教程第1章嵌入式LinuxC语言开发

一、嵌入式Linux概述

(1)嵌入式系统是一种专用于特定应用的计算机系统，它通常具有有限的计算资源，如处理器、内存和存储器等。与通用计算机相比，嵌入式系统在设计上更加注重效率和稳定性。在嵌入式系统中，Linux操作系统因其开源、稳定、可定制性强等特点，成为了许多嵌入式开发者的首选。嵌入式Linux具有广泛的适用性，可以应用于工业控制、智能家居、汽车电子、医疗设备等多个领域。

(2)嵌入式Linux的发展历程可以追溯到1991年Linux内核的诞生。随着技术的不断进步，嵌入式Linux逐渐从桌面系统向嵌入式领域扩展。在这个过程中，嵌入式Linux逐渐形成了自己的特点，如实时性、可靠性、低功耗等。嵌入式Linux的内核版本经历了从2.6到3.x再到4.x的演变，内核功能逐渐丰富，性能不断提升。此外，嵌入式Linux还衍生出了多个发行版，如Yocto、Debian、Ubuntu等，为开发者提供了丰富的选择。

(3)嵌入式Linux的开发涉及多个层面，包括硬件、固件、操作系统和应用软件等。硬件层面主要涉及嵌入式处理器、外设接口、电源管理等方面；固件层面主要涉及硬件驱动程序的开发；操作系统层面主要涉及Linux内核的定制和优化；应用软件层面主要涉及用户界面、功能模块和系统服务等方面。嵌入式Linux的开发是一个系统工程，需要综合考虑硬件、软件和系统各个层面的需求，以确保系统的稳定性和可靠性。随着物联网、大数据等技术的兴起，嵌入式Linux的应用前景更加广阔，对嵌入式Linux开发者的要求也越来越高。

二、嵌入式Linux开发环境搭建

(1)嵌入式Linux开发环境的搭建是嵌入式开发过程中的重要环节，它为开发者提供了编译、调试和测试嵌入式系统的平台。一个完整的嵌入式Linux开发环境通常包括操作系统、编译器、调试器、交叉工具链、文档和示例代码等。以Ubuntu为例，它是一个流行的开源操作系统，提供了丰富的软件包和良好的社区支持，是搭建嵌入式Linux开发环境的首选平台之一。

(2)在搭建嵌入式Linux开发环境时，首先需要在宿主机上安装操作系统，如Ubuntu18.04LTS。接着，需要安装交叉编译工具链，这是编译嵌入式系统关键的一步。以arm-none-eabi-gcc为例，它是一个针对ARM架构的交叉编译器，可以在宿主机上编译出适用于目标板的可执行文件。例如，使用以下命令可以安装arm-none-eabi-gcc：

```

sudoapt-getinstallgcc-arm-none-eabi

```

此外，还需要安装调试器，如GDB（GNUDebugger），它可以在宿主机上远程调试目标板上的程序。在Ubuntu上，可以使用以下命令安装GDB：

```

sudoapt-getinstallgdb

```

(3)除了编译器和调试器，还需要安装一些辅助工具和库，如make、gcc、libncurses5-dev等。这些工具和库可以简化开发流程，提高开发效率。例如，make工具可以自动管理项目的编译过程，而libncurses5-dev库则提供了用于开发字符用户界面的函数。以下是一个简单的示例，展示了如何使用make和gcc编译一个简单的嵌入式Linux程序：

```

#创建Makefile文件

#CC=gcc

#CROSS_COMPILE=arm-none-eabi-

#OBJS=main.o

#EXECUTABLE=hello

#$(EXECUTABLE):$(OBJS)

# $(CC)$(OBJS)-o$(EXECUTABLE)

#main.o:main.c

# $(CROSS_COMPILE)gcc-cmain.c

#清理编译生成的文件

#clean:

# rm-f$(OBJS)$(EXECUTABLE)

```

通过以上步骤，可以搭建一个基本的嵌入式Linux开发环境，为后续的嵌入式系统开发奠定基础。在实际开发过程中，还需要根据具体项目需求，安装和配置相应的软件和硬件。

三、C语言基础

(1)C语言作为一种过程式编程语言，自1972年由DennisRitchie设计以来，一直是嵌入式系统开发的主要语言之一。C语言具有简洁明了的特点，它允许直接操作硬件资源，因此在嵌入式开发领域具有极高的效率。C语言的标准库函数丰富，如标准输入输出、字符串操作、数学计算等，为开发者提供了强大的功能支持。例如，使用C语言编写一个简单的嵌入式程序，可以轻松实现一个基于按键的开关控制功能。

(2)C语言的基本语法包括数据类型、变量、运算符、控制语句和函数等。其中，数据类型包括整型、浮点型、字符型等，用于定义变量存储的数据类型。变量是程序中存