Linux学习笔记1-入门

前言：之前的基于单片机的闭环控制步进电机项目其实已经完成了，但很多时间都花在调试和生产上，实在没时间去做总结笔记，现在又开始做新项目了，从单片机到了Linux，想用这个平台来督促自己继续学习，所以新开一章。之前的单片机项目应该还是会补全的。

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Linux到底是什么？
我之前只是听过，并没有深入学习过Linux，我之前会以为它是一个和单片机同级别的概念，现在发现是大错特错且很业余。我现在理解的相关概念是这样的。

- Linux是一个操作系统（OS），和Windows, MACOS, Android, IOS是同级别的概念
- Linux和Android是完全开源的，甚至Android的底层是Linux，但其他几种OS都不是
- 单片机可以说是CPU的一种，之前学习的STM32又是单片机的一种
- 操作系统是运行在CPU之上，例如Windows运行在Intel的CPU上，MACOS运行在苹果的M系列芯片上，IOS运行在A系列芯片上
- Linux操作系统可以运行在很多个CPU上，例如NXP的I.MX6UL（这也是我开发板使用的CPU）
- 之前单片机也学习到了FreeRTOS，是一种轻量化的操作系统，如果需要网络，文件系统，GUI等需要开发者自行移植
- 如果要学习一个功能完善的操作系统，Linux是非常合适的选择
- Linux的多任务管理、存储管理、设备管理、文件管理和网络，都是单片机缺少或者不那么强大的功能

我选择从搞明白Makefile开始Linux的学习

之前学习单片机的时候是有IDE这个东西的，最开始的Keil，后来的Clion，都是很出色的单片机IDE。我们只需要在IDE上写代码，它可以帮我们自动补全代码，加上HAL库和CubeMX的支持，单片机的开发难度大大降低。

在Linux中就没有CubeMX这样的神器，至少目前没有，所以系统的初始化需要自己写代码完成。

最重要的是，IDE给我们提供了编译和链接的功能，它使我们甚至都不知道编译这件事情的存在，只要点击一个按钮，IDE就会自动给我生成**.hex或者.bin**文件让我们烧写到单片机里。（当然是编译没有错误的情况）

Linux的嵌入式编程情况不太一样：

• 首先Linux的可执行文件必须在Linux系统中编译，一般是在Windows中用虚拟机建一个Ubuntu系统下使用命令行来做编译和链接（Ubuntu系统和MACOS非常像）
• 在开发项目的时候，可以先在Windows下的IDE进行代码编写，之后使用FTP（FileZilla）传输到虚拟机中，基于命令行和gcc编译器进行编译、链接
• 还有种方法是在Ubuntu下直接使用图形化的IDE工具，例如VSCode来做代码编写工具，而且也能进行简单的编译，亲测功能和Windows版本的VSCode基本一致
• 我看很多文章都说源文件很多的情况下用VSCode编译会有问题，但我目前还没有碰到，用VSCode编译存在的问题用命令行gcc编译一样也会跳出来，可能目前用的源文件还是不够多吧？
  等等，什么是编译？什么又是链接？至少我是一直没有明确概念。

编译是将源文件(C, C++, python等等)转换成中间代码文件，中间代码文件在Windows中是**.obj文件**，在Linux中是**.o文件**，即ObjectFile；编译器需要的是语法的正确，函数与变量声明的正确；
由于一个工程里包含的源文件很多，所以编译得到的ObjectFile也会很多，所以把大量的ObjectFile合成执行文件的动作叫做链接（Link）。链接器会在所有中间文件中找寻函数的实现，如果找不到会报链接错误码。

好了，从这里进入Makefile是一个比较好的时机。上面说了，每一个源文件都需要编译成中间文件，我们当然可以使用合适的IDE实现傻瓜操作，但也可以自己写makefile来证明具备完成大型工程的能力。

makefile关系到了整个工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作。makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

接下来详细的学习Makefile
（未完待续）