嵌入式系统开发环境配置

本文档将引导读者如何在Windows操作系统上建立《专业嵌入式开发——全面走向高质高效编程》一书(后面简称本书)的学习环境。

首先，感谢Cygwin开源项目和来自VMware公司的VMware软件，它们使得在Windows操作系统上建立Linux操作系统环境成为可能。Cygwin是一个在Windows操作系统上模拟Linux操作系统的开源软件，VMware软件使得我们能在Windows操作系统上运行Linux虚拟机。通过这两个软件中的任一个，我们可以在Windows操作系统上从事大量以前只能在Linux操作系统上进行的软件开发工作。后者相比前者所需的内存和硬盘开销较大，但运行效率较前者更高。

本书中的很多实践都是在Cygwin环境中完成的。在继续介绍环境搭建之前，请确保读者计算机的处理器是x86或x86-，Windows操作系统既可以是32位也可以是位版本的。

1 .安装Cygwin环境

安装Cygwin环境分为两大步。第一步是获取安装包，第二步是安装和配置。

1.1 获取安装包

当需要从Cygwin官网上下载时可以参照本小节，否则读者可以跳过。Cygwin的安装包在附书光盘的“Environment\\Cygwin\\Installation”目录中也能找到。

从Cgywin官网www.cygwin.org上下载setup.exe安装程序文件并运行它，界面如图 1.1所示。

图 1.1

选择“Download Without Installing”，然后点击“Next”按钮进入图 1.2所示的界面。

图 1.2

这一步需要我们选择被下载的软件包放到什么位置，默认路径为setup.exe文件所在目录。点击“Next”按钮后，进入网络连接模式选择界面，如图 1.3所示。

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图 1.3

读者根据自己的情况进行选择。选择完成后点击“Next”按钮，出现图 1.4所示的界面。

图 1.4

在这里需要选择从哪一个站点下载安装包。读者可以选择列表中的任一个，也可以尝试找到网速比较快的站点。继续点击“Next”按钮，进入图 1.5所示的界面。

图 1.5

这一步需要选择所需下载的软件包。在默认情况下，安装程序会为我们选择最基本的软件包，但我们得在这之上增加其他的软件包。安装程序所显示的所有软件包是采用树状结构按类别(category)进行管理的，通过展开每一个类别可以查看该类别中的软件包。图 1.6示例了Devel类别中的binutils软件包被选中的情形。选择所需下载软件包的方法是，点击软件包所在行的“Skip”，使其显示软件包的版本号。

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图 1.6

学习本书需要选择图 1.7中所示的软件包。

安装包名 binutils gcc4 gcc4-core

Devel

gcc4-g++ gdb make 所有包

Perl

来自GNU的调试器 用于实现编译环境 Perl语言运行环境 GCC的C/C++编译器

包所属类别

用途说明

GCC编译器所需的开发工具集

vim Editors Linux中通用的vi文本编辑器

图 1.7

注意：在选择“Perl”类别时可以通过点击“Perl”类别名之后的“Default”使其变成“Install”，

从而实现对整个类别中软件包的选择，如图 1.8所示。

图 1.8

完成所有包的选择后点击“Next”按钮，进入图 1.9所示的界面。

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图 1.9

安装程序根据我们的选择告知其他依赖的软件包，我们只需信赖它并点击“Next”按钮开始软件包的下载即可。全部软件包下载完成后将获得图 1.10所示的界面。点击“Finish”按钮结束安装包的下载工作。

图 1.10

此时查看setup.exe文件所在目录中的内容会像图 1.11那样，所有的软件包以压缩包的形式放在名称以“ftp”开头的目录内。

图 1.11

1.2 安装与配置

无论读者是自己从Cygwin官网上下载安装包，或是直接使用本书光盘中Environment/Cygwin/ Installation目录下的安装包，都需要通过运行setup.exe安装程序来安装Cygwin，如图 1.12所示。

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图 1.12

选择“Install from Local Directory”，然后点击“Next”按钮，获得图 1.13所示的界面。

图 1.13

这一步需要选择将Cygwin安装到哪一个目录中。作者的习惯是使用默认的“C:\\cygwin”1。点击“Next”按钮，进入图 1.14所示的界面。

图 1.14

这一步需要选择从Cygwin官网上下载的软件包存放位置的父目录。通常我们直接点击“Next”按钮，进入图 1.15所示的界面。

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如果读者选择了其他目录名而非这里演示的“C:\\cygwin”，则文档后面所有提及“C:\\cygwin”目录名的地方都要用自己的实际目录加以替换。

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图 1.15

通过点击“All”类别之后的“Default”使其变成“Install”，以选择安装所有已下载的软件包。点击“Next”按钮后，安装程序将为我们完成安装工作，并在最后生成运行Cygwin的快捷方式。 安装完成后运行Cygwin。Cygwin在第一次运行时需要花几分钟时间进行初始化，初始化时所生成的.bashrc文件需要做一些更改以使Cygwin更友好。.bashrc文件的位置在“C:\\cygwin\\home”下的某子目录中。对其的更改点是图 1.16中行号下面加了红色下划线的几处。作者计算机上使用的.bashrc文件可以从光盘的“Environment\\Cygwin”目录中找到。

图 1.16

第114和117行是在原有的内容中去除开头的“#”(该符号所在行后面的内容为注释)，这使得ls和grep两个命令所显示的结果具有色彩，从而更具可读性。

第124行定义一个名为embedded的别名，使得在Cygwin中运行embedded命令时进入“/embedded/build”目录。增加别名的目的是提高操作效率。第125行增加的clearrtos别名具有相同的目的。

第127行为gdb指定在其内编辑程序时所使用的工具，这里指定的是vi。

第129行的目的是让Cygwin能在命令行上显示作者的博客地址，读者可以根据自己的需要进行定制。 .bashrc文件一旦更新后如果要使其生效，则需要重新启动Cgywin，或者像图 1.17那样通过运行source命令使.bashrc中的内容立即生效。

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图 1.17

为了让Cygwin的窗口看起来比较舒服，以及能查看更多的历史命令，需要对Cygwin的窗口属性进行一定的设置（右键点击Cygwin快捷方式，选中属性）。在作者的计算机中采用图 1.18所示的设置，使得Cygwin运行时刚好占满整个桌面且有9999行缓冲命令。

图 1.18

1.3 验证环境

Cygwin安装完成后，可以通过编译附书光盘中Project目录下的embedded项目加以验证。先将embedded.tar.gz拷贝到 “C:\\cygwin”目录下，并在该目录下运行“tar xzvf embedded.tar.gz”命令解压。解压时出现的信息请忽略。注意：读者不能直接拷贝光盘中已解压的代码，否则在有些Windows操作系统中会出现文件权限问题。解压之后，运行图 1.19所示的embedded和make命令来检查embedded项目是否能成功编译。必须确保.bashrc内embedded别名中的路径设置与embedded项目所拷贝到的目录路径是一致的，Windows中的“C:\\cygwin”目录对应于Cygwin中的“/”根目录。

图 1.19

编译成功的标志是后面能看到“:-) Completed”字符串，如图 1.20所示。

图 1.20

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2 .准备Linux虚拟机

本书的第31和32章所使用的Valgrind工具必须在Linux操作系统上完成学习。如果读者已经有一台安装于x86或x86-处理器的32位Linux操作系统的话，则可以跳过本节；否则请继续阅读以了解如何在Windows上准备Linux虚拟机。

Linux操作系统有很多发布，作者因为易用性而比较喜欢其中的Ubuntu。为了在Windows操作系统上安装Ubuntu虚拟机，需要用到VMware公司提供的“VMware Workstation”，但这款软件是商用软件。好在VMware公司还提供免费的“VMware Player”，通过它可以运行已安装好的虚拟机，为此作者为读者准备好了一个可以直接运行的Ubuntu虚拟机。从光盘的Environment/Linux目录下可以找到其ZIP压缩包。

在附书光盘的“Environment\\Linux”目录下可以找到“VMware Player”的安装包，或者读者可以从VMware的官网上下载一个最新的。安装“VMware Player”不在这里进行介绍了，因为它的安装过程没有任何特别之处，但不要忘记在安装完成后重新启动计算机。

运行“VMware Player”后，打开解压获得的虚拟机文件Ubuntu.vmx运行虚拟机。一开始会弹出图 2.1所示的对话框询问虚拟机的来源。

图 2.1

选择“I copied it”，然后点击“OK”按钮。当虚拟机准备好后，将获得图 2.2所示的登录界面。

图 2.2

在“VMware Player”软件的虚拟机空间内点击鼠标左键，让虚拟机获得焦点2。之后，点击位于图中间的Ubuntu-10.10以iubuntu用户名登录，登录密码是“12345678”（引号不包含在内）。完成登录后 2

如果要让鼠标从虚拟机回到Windows操作系统，则需按“Ctrl + Alt”组合键。

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将出现图 2.3所示的桌面。

图 2.3

2.1 安装“VMware Tools”

“VMware Tools”通过在Linux虚拟机中安装驱动的方式，实现了虚拟机与Windows操作系统之间的无缝通信。安装好 “VMware Tools”工具后，我们可以直接将位于Windows操作系统中的文件或目录拖到虚拟机中以实现两个“机器”之间的拷贝，也可以自由地在两个操作系统之间使用复制和粘贴。附书光盘内的虚拟机上已经安装好了“VMware Tools”工具，如果不想了解该安装过程，读者可以选择跳过来阅读本节后面的内容。

当“VMware Player”检测到虚拟机中没有安装“VMware Tools”时，会在下方进行提示（如图 2.3所示）。如果没有出现提示，则可以通过使用“VMware Player”的菜单选择“Install VMware Tools”，如图 2.4所示。

图 2.4

通过点击图 2.3下方的“Update Tools”按钮，“VMware Player”会弹出图 2.5所示的询问框，以告知需要从官网上下载安装包。在继续之前，请确保计算机能接入Internet，然后点击“Download and Install”按钮。

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图 2.5

当安装包下载完成后，会在虚拟机中出现一个虚拟的光盘，如图 2.6所示。

图 2.6

在Ubuntu中选择“Applications”菜单下的“Terminal”子菜单（如图 2.7所示），打开一个命令行窗口。

图 2.7

命令行窗口的默认工作路径是登录用户的home目录，这里是/home/iubuntu。直接运行“sudo tar

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命令，将“VMware Tools”xzvf /media/VMware\\ Tools/VMwareTools-8.4.5-324285.tar.gz”

的安装包进行解压缩，如图 2.8所示。sudo命令会要求提供root账号的密码，请输入与iubuntu用户名相同的密码4。

图 2.8

解压完成后，在当前目录下能找到名为vmware-tools-distrib的子目录，像图 2.9所示的那样运行该目录下的vmware-install.pl脚本，启动“VMware Tools”的安装。除了输入密码外，我们可以以直接回车的方式选择安装过程中所提问题的默认答案。

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请注意，文件名可与之有所不同。 4

Ubuntu中不允许以root账号登录，所有需要root权限的地方都得使用sudo命令。

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图 2.9

安装完成后，为了使“VMware Tools”生效，需要注销用户并重新登录。重新登录后，读者可以尝试在Windows操作系统和Ubuntu虚拟机之间使用复制和粘贴的方式验证“VMware Tools”的功能是否起作用，也可以尝试将Windows操作系统中的文件拖到Ubuntu虚拟机内加以验证。

2.2 验证环境

虚拟机内的/home/iubuntu目录下已包含学习本书所需的embedded和ClearRTOS两个项目的代码，如图 2.10所示。

图 2.10

在命令行终端上进入embedded/build子目录，并分别运行“make unitest”和“make dcheck”进行验证。如果在两个命令的最终都能看到“:-)”，则说明环境已经搭建好了。 *****************************************************************************

至此，所需的学习环境已经搭建好了。让我们开始本书的学习之旅吧！

作者联系方式

邮箱：yunli.book@gmail.com 微博：weibo.com/UltraEmbedded 博客：yunli.blog.51CTO.com

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