linux|第三阶段.Linux+arm 运维|arm

一.树莓派开发

1.刷机
2.登录树莓派
3.分文件编程
a.分模块的编程思想
b.方便调试
c.主程序简洁
注：其他文件的功能函数需要在.h文件中声明，并且主程序文件包含此.h的头文件
头文件" "，优先从当前路径去找
头文件《》，默认从user/include 下面去找
4.库
Linux共享库、静态库、动态库详解 - sunsky303 - 博客园

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a. 静态库：
程序执行之前（编译），就加入到目标程序之中。

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b.动态库
动态函数库，是在程序执行时动态（临时）由目标程序去调用

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5.库的制作
a.静态库的制作
格式xxxx.a

gcc calcufuncs.c -c 生成xxx.o文件
ar rcs libcalcufunc.a calcufuncs.oxxx.o文件生成xxx.a静态库文件

b.动态库的制作：
a. gcc -shared -fpic calcufuncs.c -o libcalc.so
-shared 指定生成动态库
-fpic 标准，fPIC 选项作用于编译阶段,在生成目标文件时就得使用该选项,以生成位置无关的代码。
6.库的使用
静态库：
gcc calculatorT.c -lcalcufunc -L ./ -o mainProStatic
-lcalcufunc -l是制定要用的静态库，库名砍头去尾
-L告诉gcc编译器从-L制定的路径去找静态库。默认是从/usr/lib/usr/local/lib去找
动态库：
gcc calculatorT.c -lcalc -L ./ -o mainProDy
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引用动态库，怎么指定动态库的位置
linux动态库(.so)搜索路径(目录)设置方法 - zhangzheng08pku - 博客园
带动态库的程序，
可以指定该程序运行时候，在LD_LIBRARY_PATH 所指定的路径去找库文件
export LD_LIBRARY_PATH="/home/pi/back/test"
7.串口通讯概述
1.全双工和半双工
2.数据位停止位奇偶校验位
语音模块+树莓派
wiringPiSetup（）；
fd = serialOpen（"/dev/ttyAMA0",9600）；
nread = read(fd,cmd,sizeof(cmd));
8.交叉编译
1. 交叉编译是什么？
交叉编译是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。
C51 交叉编译的发生在keil(集成环境上面)
2.为什么要交叉编译？
平台上不允许或不能够安装我们所需要的编译器比如C51
a.因为目的平台上的资源贫乏，无法运行我们所需要编译器
b.树莓派是不是就不需要交叉编译？
错。也要树莓派有时又是因为目的平台还没有建立，连操作系统都没有，根本谈不上运行什么编译器。
操作系统也是代码，也要编译！
平台运行需要两样至少东西：bootloader（启动引导代码）以及操作系统核心
宿主机（host）：编辑和编译程序的平台，一般是基于X86的PC机，通常也被称为主机。
目标机（target）：用户开发的系统，通常都是非X86平台。host编译得到的可执行代码在target上运行。
交叉编译用到的工具：交叉编译器、交叉编译工具链
3. 交叉编译工具链的安装
https://github.com/raspberrypi/
从共享文件夹拷贝到工作目录
cp /mnt/hgfs/share/tools-master.zip .
解压
unzip tools-master.zip
cd /home/CLC/lessonPI/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin
pwd获得路径
echo $PATH 获得当前环境变量的值

3.1 临时有效，配置环境变量
PATH 环境变量
export PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/home/CLC/lessonPI/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin
3.2 永久有效，配置环境变量
修改工作目录下的.bashrc 隐藏文件，配置命令终端的
vi /home/CLC/.bashrc
在文件最后一行加入：
export PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/home/CLC/lessonPI/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin
source /home/CLC/.bashrc 加载配置文件，马上生效配置。
4. 交叉编译服务端客户端
交叉编译：
检查下交叉编译工具对不对：
arm-linux-gnueabihf-gcc -v
4.8.3
arm-linux-gnueabihf-gccxxx.c -o xxx
如何把编译生成的可执行文件下载到开发板：
scp clientInPi pi@192.168.43.30:/home/pi
指令文件名开发板用户名@开发板地址：开发板的绝对路径

5. 带wiringPi库的交叉编译如何进行
1. 正常我们先要交叉编译wiringPi库，编译出的库适合树莓派，这时候交叉编译可执行程序的试试，链接库的格式也是正确的。
2. 通过-I -L来指定

因为链接的库的格式不对，是宿主机的平台，出现以下错误
arm-linux-gnueabihf-gcc demo2.c -I /home/CLC/lessonPI/WiringPi/wiringPi -lwiringPi
/home/CLC/lessonPI/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin/../lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.8.3/../../../../arm-linux-gnueabihf/bin/ld: cannot find -lwiringPi
collect2: error: ld returned 1 exit status
把树莓派的wringPI库拿上来用
软链接：
参考文章： https://www.cnblogs.com/zhangna1998517/p/11347364.html
概念：
1. 软链接文件有类似于Windows的快捷方式。
2. 在符号连接中，文件实际上是一个文本文件，其中包含的有另一文件的位置信息。
3. 你选定的位置上生成一个文件的镜像，不会占用磁盘空间
如何生成：
ln -s libwiringPi.so.2.50 libwiringPi.so
指令参数要被链接的文件软链接文件名字
硬链接：ln libwiringPi.so.2.50 libwiringPi.so
它会在你选定的位置上生成一个和源文件大小相同的文件
9.Linux 内核基础
1.树莓派等芯片带操作系统的启动过程
C51,STM32(裸机)》》》》》》C直接操控底层寄存器实现相关业务。业务流程型的裸机代码
遥控灯： while(1)
垃圾桶：WemosD1 LOOP
恩智浦智能车： stm32

X86,Intelwindows
启动过程：电源 -》 BIOS -》windows内核-》C，D盘-》程序启动（QQ）
嵌入式产品：树莓派，mini2440, mini6410,nanopi,海思，RK（瑞芯微）------人脸识别打卡器，智能家居主控。。。
启动过程：电源-》BootLoader（引导操作系统启动）-》Linux内核-》文件系统（根据功能性来组织文件夹，带访问权限）-》KTV点歌机，

安卓
启动过程：电源-》 fastBoot/Bootloader/-》linux内核-》文件系统-》虚拟机-》HOME应用程序-》点某图标打开某APP

BootLoader：一阶段让CPU跟内存，FLASH, 串口，IIC,IIS, 数据段，打交道，驱动这些设备（汇编和C结合）
二阶段：引导Linux内核启动（纯C）

2.树莓派Linux源码目录树分析
Linux内核源代码目录树结构 - maxiongying - 博客园
3.树莓派Linux源码配置
驱动代码的编写
驱动代码的编译需要一个提前编译好的内核
编译内核就必须配置
配置的最终目标会生成 .config文件，该文件指导Makefile去把有用东西组织成内核

厂家配linux内核源码，比如说买了树莓派，树莓派linux内核源码
第一种方式：
cp 厂家.config .config
第二种方式：
make menuconfig 一项项配置，通常是基于厂家的config来配置
第三种方式：
完全自己来

如何配置树莓派的Linux内核
驱动两种加载方式：
* 编译进内核zImage包含了驱动
M 模块方式生成驱动文件xxx.ko系统启动后，通过命令inmosd xxx.ko 加载

内核配置：
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make bcm2709_defconfig
指定ARM架构指定编译器树莓派主要核心指令
4. 树莓派Linux内核编译

4.1 编译：
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make -j4 zImage modules dtbs
指定用多少电脑资源进行编译
zImage生成内核镜像
modules要生成驱动模块
dtbs生成配置文件
4.2 编译成功后，看到源码树目录多了vmlinux,失败则无此文件
成功后，目标zImage镜像arch/arm/boot底下
4.3 打包zImage成树莓派可用的xxx.img
./scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage ./kernel_new.img
4.4 数据拷贝
mkdir data1 data2
挂载U盘
sudo mount /dev/sdb1 data1一个fat分区，是boot相关的内容，kernel的img
sudo mount /dev/sdb2 data2一个是ext4分区，也就是系统的根目录分区。
安装modules, 设备驱动文件： hdmi usb wifi io ...
sudo ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make INSTALL_MOD_PATH=/home/tanglilin/data2 modules_install
安装更新 kernel.img 文件，注意镜像名字是kernel7.img
先备份
cd /home/tanglilin/data1
cp kernel7.img kernel7OLD.img
再把编译新生成的拷贝到data1，起名kernel7.img
cp kernel_new.img /home/tanglilin/data1/kernel7.img

拷贝配置文件
cp arch/arm/boot/dts/.*dtb* /home/tanglilin/data1
cp arch/arm/boot/dts/overlays/.*dtb* /home/tanglilin/data1/overlays/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /home/tanglilin/data1/overlays/
5. 文件系统
1. 什么是文件系统？
常规认知：根目录
文件系统是操作系统用于明确存储设备组织文件的方法。
以上说的方法：就是文件管理系统（程序），简称文件系统
2. 文件系统（文件管理系统的方法）的种类有哪些？
FAT VFAT NTFS EXT1/2/3/4 HFS ....
树莓派查看文件系统的命令： df -T
vfat：boot（bootloader, kernel）
ext4：根目录
tmpfs : 内存文件系统
3. 什么是分区？
windows: 随意（面向普通用户PC），目录即分区
C（装系统的位置）也可以随意在C盘存放文件.D盘（用户随意发挥）

Linux: 按照功能来分区，每个分区严格存放文件(开发者)
嵌入式系统可以分为4个区，分别是
bootloader、启动代码
para、启动代码向内核传递参数的位置
kernel、内核分区
根分区等文件系统结构
1. 什么是文件系统目录结构？
常规认知：根目录，不是分区，和windows不同
2. 什么虚拟文件系统Virtual File System ？
vfs就是对各种文件系统的一个抽象，它为各种文件系统提供了一个通用的接口，

3. 虚拟文件系统有什么作用？
简化应用程序员的开发
不管是什么文件类型，不管文件是磁盘还是设备，都只用open read write统一操作
10.内核驱动
1.内核驱动基本架构
a.驱动代码编写
b.修改Makefile，告诉编译器，要编译该文件
c.ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules
2.驱动测试步骤
a.内核驱动装载：sudo insmod xxx.ko
b.内核驱动卸载：sudo rmmodxxx（不写ko）
c.查看内核模块：lsmod
验证步骤：
a.装载驱动
b.驱动装载后生成设备比如/dev/pin ，通过 sudo chmod666 /dev/pin4 添加访问权限
c.运行测试程序调用成功
d.内核的printk是内核层的printf，通过 dmesg 信息查看
11.地址
1.总线地址
cpu能够访问内存的范围
现象：装了32位win7系统，明明内存条8g，可是系统只识别了3.8g，装了64位的才识别8g。
32位表示/访问 2的32次方bit
bit4294967296
kbit4194304
mbit4096
gbit4
树莓派 32位
2.物理地址
硬件的实际地址或绝对地址
3.虚拟地址
逻辑地址是虚拟地址
12.I/O操纵
ioremap：将物理地址转换为虚拟地址，io口寄存器映射成普通内存单元进行访问
iounmap：卸载驱动
按位与，按位或
13.socket，tcp和http三者的区别
最全的socket，tcp，http三者之间的区别和原理_GeniusAng的博客-CSDN博客
1.七层网络模型
2.三次握手四次挥手
Linux进阶之TCP三次握手四次挥手 - Wolf_Coder - 博客园
3.http协议之libcurl
Http协议之libcurl实现 - 谢呈勖 - 博客园
【linux|第三阶段.Linux+arm】