作者之前编写了一系列嵌入式Linux的开发文档：

        当编写到一定程度的时候，回过头再看看这些文档的内容，结合一部分网友的反馈，反思了一下。之前的文档，更多的是站在技术总结的角度去编写，而非入门初学的角度。这些文档似乎更适合有一定经验的开发者进行查阅，而非入门初学者进行手把手学习。这样就导致了，当一些入门初学者在阅读文档的时候，会遇到一些基本概念，而恰好这些基本概念作者一笔带过，导致初学者看不下去。于是，现在再补充一篇文章，站在作者理解的角度，尽量去描述一下嵌入式Linux开发过程中可能遇到的基本概念。

        鉴于作者本身的水平有限，同时也是在边学习边总结，因此这篇文章不会涉及太深入的技术细节，作者只是站在自己的理解角度去描述这些概念。由于每个人对概念的理解都可能会有所差异，如遇到描述错误或有所纰漏的地方，希望提出指正，感谢阅读。

        本文的目标是：引导初学者快速地在嵌入式Linux开发板运行一个helloworld程序。何谓快速，就是把一些开发过程中共同的东西都抽象出来，不会拘泥于细节，不会拘泥于具体的硬件开发板平台，也就是俗称的“开发套路”。而这些开发套路，对任何的嵌入式Linux开发板，基本上都是通用的，当熟悉了这些套路之后，开发者很快就可以上手其他嵌入式Linux开发板。

什么是嵌入式Linux开发平台

什么是嵌入式Linux开发平台？一句话高度概括：“它是一台电脑”。

        从宏观的角度去描述，嵌入式Linux开发平台跟我们平时用的个人电脑没有本质上的区别，因为在嵌入式Linux开发平台也有个人电脑上所描述的处理器CPU，内存，硬盘，显示器，网口，USB接口，耳机接口，等等。

        这些硬件在嵌入式Linux开发平台上，处理器有可能被叫作CPU或MPU；内存有可能被叫作SDRAM或DRAM或DDR；硬盘有可能被叫作NandFlash或NorFlash或eMMC；显示器有可能被叫作LCD屏幕。所以，本质上来说，嵌入式Linux开发平台，就是一台微电脑。但它的性能和功能没有我们用的个人电脑那么强大，麻雀虽小，五脏俱全。好了，点到即止，入门初学者暂时知道嵌入式Linux开发板是一台电脑就行。

u-boot，内核kernel，文件系统rootfs之间的关系

        我们回到公司后，每天都要做的事情就是打开电脑，流程基本上都是：按下开机键 --> 屏幕亮起 --> 看见windows系统的引导界面 --> 看见windows系统界面 --> 成功登陆windows系统 --> 打开我们的办公软件。

        而嵌入式Linux开发平台的开机过程也是类似：接通电源线，按下开机键 --> LCD屏幕亮起 --> u-boot引导内核 --> 内核加载硬件驱动程序和挂载文件系统 --> 进入文件系统 --> 运行应用程序。

        整个过程简单总结如下图所示：

u-boot：它类似于我们个人电脑里面的BIOS，有计算机知识的人基本都知道BIOS是什么，如果不考虑其他强大的功能，入门初学者只需要知道u-boot是用来引导内核的，并传入合适的启动参数给内核。u-boot只要能成功引导内核，它就是一个合格的可用的u-boot。

内核kernel：入门初学者可以把它理解为我们的windows操作系统，但其实，内核是在整台电脑背后默默工作的。它的工作很多，如进行进程调度和管理（进程可以理解为我们平时用的应用程序，如QQ，微信，office办公软件），内存管理，驱动管理，等等。我们平时生活里面操作电脑时，看见的“我的电脑”，“C/D/E/F盘”，其实是文件系统，而不是操作系统内核。

文件系统rootfs：这个就可以简单理解为我们电脑里面的“我的电脑”，“C/D/E/F盘”了，在Linux的世界里面，一切皆文件。我们开发的时候与Linux系统进行交互，都是基于文件系统进行文件操作（如复制，粘贴，删除，新建，运行，等等）。

        总而言之，一个能成功运行的嵌入式Linux系统，上电后必须经历的过程是：u-boot引导内核，引导成功后，由内核加载文件系统。由于我们编写的应用程序是存在于文件系统里面的，因此，必须加载文件系统成功后才能运行应用程序。应用程序需要内核进行调度才能运行。看到这里，是不是觉得这个过程跟我们平时生活中使用的windows系统很相似？

开发者怎样跟嵌入式Linux开发板进行交互？

        我们平时在使用windows操作系统时，比如，想打开一个应用程序，只需要用鼠标双击桌面上的应用程序图标，应用程序就开始运行起来。但在嵌入式Linux开发平台里面，开发者用得最多的就是命令行，就是那个看上去黑色的操作界面（某种程度上，使用命令行操作也可以显得很有x格）。

        如果你想在windows的电脑上新建一个文件夹，你可以使用鼠标“右键”--> “新建文件夹”，但在嵌入式Linux上，你需要使用mkdir 命令。如果你想在windows的电脑上查看某个文件夹里面的内容，可以双击打开这个文件夹，但在嵌入式Linux上，你需要使用ls -al命令。

        所以，命令行是开发者与嵌入式Linux板卡交互的桥梁，开发者想让嵌入式Linux板卡进行某些动作，必须使用命令行。但是，这些基本的命令，我们不需要花太多的时间刻意去学习，只需要大概学习一遍，然后在开发的过程中就会不断熟悉。在嵌入式Linux开发里面，通常20%的常用命令就可以满足大部分的工作内容了。

嵌入式Linux开发，需要掌握的基本技能

        不管你的工作岗位是嵌入式Linux系统工程师，还是嵌入式Linux驱动工程师，还是嵌入式Linux应用工程师，有些通用的基本技能（如安装虚拟机，安装和配置Linux发行版操作系统，安装交叉编译工具，安装开发IDE，等等），是必须要掌握的，一旦这些技能掌握了以后，在很多开发场合都能得心应手地面对工作。

        在描述这些安装的细节之前，先描述一些基本的概念：

虚拟机：顾名思义，它是一台虚拟的机器。我们现在有一部分开发者是在windows系统下进行开发工作的，如果完全摒弃掉windows转为Linux系统，可能会无所适从。因此，使用虚拟机安装Linux发行版（如ubuntu，Debian，等）无疑是一种折中的选择。虚拟机其实就是在现在windows系统上，再虚拟多一台电脑设备，这台虚拟出来的电脑，可以安装ubuntu系统。

交叉编译工具：可以简单地理解为一个编译器。其实这个工具链里面还包含了汇编器，链接器，反汇编工具，调试器，等等。我们在进行MCU开发时所使用的MDK，IAR这类工具，就是编辑器，编译器，链接器，调试器的大集合，所以，这类工具对开发者很友好。而在嵌入式Linux的环境里，都拆开为一个个具体的工具，因此在环境搭建的时候，嵌入式Linux通常比单片机要复杂很多。为什么要交叉编译？交叉编译这个概念不太难理解，简单地说，就是我们的芯片设备是ARM平台或者其他平台，而我们的Linux发行版（如ubuntu）是x86或者x64平台的，在这些平台上对程序进行编译等一系列工作，就需要交叉编译器，这样编译出来的可执行程序才能在我们的ARM平台上运行。

Linux发行版：可以通俗理解为我们平时用的台式电脑或笔记本电脑里面安装的Linux系统，这类系统有很多，如ubuntu，Debian，CentOS，RedHat，等等。这类系统都是基于Linux内核的操作系统，跟我们的嵌入式Linux内核都差不多，但功能比嵌入式Linux强大得多。一般在开发过程中，我们可以称这类系统为宿主机或Host PC。

        理解完以上概念之后，不管你现在的工作岗位是系统移植，驱动开发，应用开发，都需要进行以下的基本工作。根据这些步骤，多操作几遍就会很容易熟悉。

（1）嵌入式Linux开发环境搭建-（1）安装VMware Workstation虚拟机

之所以安装虚拟机，是为了方便以前使用windows的开发者。如果电脑硬件性能足够，使用虚拟机是有好处的，它不会对我们原有的操作系统进行破坏，初学者可以方便地在虚拟机里面学习，备份也很方便。如果已经熟悉了虚拟机软件的安装，跟我们平时windows安装软件一样，比较简单。

（2）嵌入式Linux开发环境搭建-（2）VMware虚拟机下安装Ubuntu16.04.2 LTS

虚拟机安装完之后，就相当于有一台电脑给我们使用了。我们可以在这台电脑上面安装ubuntu系统作为开发时的Host PC。如果有多台物理电脑的开发者，可以不使用虚拟机，直接在物理电脑上安装ubuntu系统，安装方法跟博客里面的差不多，大同小异，多摸索几遍就知道了。

（3）嵌入式Linux开发环境搭建-（3）配置Ubuntu16.04.2 LTS 系统

ubuntu系统安装完后，是不能直接就进行开发的。需要对系统进行一定的配置，才能进行嵌入式Linux开发。这些通用的配置包括，配置网络环境，便于我们的windows，ubuntu，开发板三者可以相互ping通。安装FTP服务，NFS服务，我们使用这些服务进行三者之间的文件传输。作者本人用得比较多的文件传输方式是：windows与ubuntu之间，使用Filezilla工具基于FTP协议传输文件。而开发板跟ubuntu之间，使用NFS网络文件系统，让开发板挂载ubuntu系统指定的文件夹（相当于开发板跟ubuntu之间的共享文件夹）进行文件传输。

（4）嵌入式Linux开发环境搭建-（4）安装交叉编译工具链

配置完ubuntu系统后，因为我们的Host PC是x86或x64平台的，要在这种平台上编译程序并运行于开发板的ARM平台，那么就要进行交叉编译工作。交叉编译是使用交叉编译工具链进行的。这些交叉编译工具链，不需要自己去网上查找，开发板的厂家一般会提供他们优化好的交叉编译工具链，初学者一开始不需要纠结交叉编译工具链是如何制作的，只需要先学会使用，先完成自己的入门学习，有时间再回头深入研究交叉编译工具链的制作过程。

（5）嵌入式Linux开发环境搭建-（5）安装和配置Qt Creator开发工具

当以上工作都准备就绪以后，基本上已经能够进行嵌入式Linux开发工作了。在Linux的开发环境里面，也有一些好用的开发IDE，类似于单片机开发的MDK，IAR这类编译器。作者本人在开发嵌入式Linux应用程序的时候，主要使用Qt Creator这个IDE。网上有很多关于Qt Creator的安装介绍，在这里就不再详细描述了。如果初学者的工作是进行驱动开发或者系统移植，可以使用Notepad  这类编辑器，修改完代码后，再进行交叉编译。

（6）嵌入式Linux应用程序开发-（1）第一个嵌入式QT应用程序

完成以上环节搭建工作后，就可以开始进行应用程序开发了，以上搭建的环境，已经适合驱动程序开发，应用程序开发，系统移植等等。当然了，在实际的开发过程中，肯定会根据实际的开发情况再进行环境的改变，但套路都是一样的，都是安装某些工具包，然后修改ubuntu的配置文件，使ubuntu系统适合我们进行嵌入式Linux开发。

如何把应用程序放到开发板运行？

        在进行单片机开发或调试的时候，我们通常使用仿真器（如J-link）连接单片机和电脑，使用MDK或IAR这类软件编辑完代码后，点击编译按钮就可以编译生成 .hex 或 .bin 文件。然后通过下载按钮，下载到单片机运行，单片机每次重新上电，都会运行我们之前下载到单片机的程序。

        而嵌入式Linux的应用程序开发，跟单片机的开发有很大区别。嵌入式Linux应用程序开发，可以使用已经配置好交叉编译工具链的Qt Creator工具，进行编辑，交叉编译等工作，同样也可以很方便地编译出应用程序的可执行文件。这个可执行文件因为是交叉编译生成的，因此只能运行在嵌入式Linux开发板。

        前面提到，嵌入式Linux开发板跟ubuntu系统是通过NFS网络文件系统的方式进行文件传输的，相当于ubuntu系统中有一个共享文件夹，用来跟Linux开发板共同进行文件传输。那么，如何创建这个共享文件夹呢？

        假设，我们要把应用程序的可执行文件，从ubuntu复制到开发板的指定目录，我们使用ubuntu的目录 /opt/share 和开发板的 /mnt 目录进行文件共享。就可以使用mount命令，直接把开发板的 /mnt 目录和 ubuntu的 /opt/share目录共享起来。以后我们要在ubuntu和开发板之间传文件，ubuntu系统只要把文件复制到 /opt/share 目录，我们的Linux开发板的/mnt目录就会出现这个文件，同理，我们把开发板里面的文件放到Linux开发板的/mnt目录，在ubuntu系统的/opt/share目录也会出现这个文件。