搭建嵌入式Linux虚拟机开发环境

1 全文总结

1. 总结
   • 虚拟机环境搭建: 下载ubuntu虚拟机服务器镜像
   • 搭建交叉编译环境
     • apt install -y build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev git dwarves
       • build-essential: 包含 GCC、Make 等基础编译工具。
       • libncurses-dev: 用于生成内核配置菜单。
       • bison 和 flex: 语法分析器生成工具。
       • libssl-dev 和 libelf-dev: 内核编译所需的库
       • dwarves: 包含pahole工具, 现代内核编译必须
     • apt-get install curl python2.7 python-pyelftools git ssh make gcc libssl-dev liblz4-tool expect g++ patchelf chrpath gawk texinfo chrpath diffstat binfmt-support qemu-user-static live-build bison flex fakeroot cmake gcc-multilib g+±multilib unzip device-tree-compiler python3-pip libncurses-dev python3-pyelftools vim mtd-utils
   • 安装调试工具
     • open-vm-tools
     • tftp: 服务端, 客户端
     • ssh
     • 烧录驱动

2 虚拟机环境搭建

- VMWare虚拟机
- ubuntu服务器镜像下载
- 网络配置
- 安装工具

2.1 VMWare下载安装

1. 磁盘分区
   • 准备一块格式化好的磁盘分区, 用来作为虚拟机的虚拟磁盘
2. 注册账号
   • 登录网站： https://www.vmware.com/
   • 点击"Register"
3. 下载
   • 登录网站: https://www.vmware.com/
     • 搜索"Desktop Hypervisor"
     • 选中"Funsion and Workstation"
     • 点击"DownLoad Now"
   • 进入"My Downloads"
     • 选择"Free Software Downloads available HERE"
     • 找到Workstation并下载
4. 安装
   • 双击安装包进行安装
5. 创建虚拟机
   • 内存和磁盘根据电脑实际情况选择
   • 网络可以选择NAT, 这样可以理解使用网络
   • USB协议选择3.0

2.2 ubuntu服务端镜像

1. 官网下载 : 会慢一点
   • https://releases.ubuntu.com/jammy/
   • https://old-releases.ubuntu.com/releases/
     • 选择amd64-server镜像, 这样不需要桌面, 运行起来更流畅
     • https://old-releases.ubuntu.com/releases/20.04.2/
   • server.iso比desktop.iso要小一半
2. 镜像网站下载
   • 阿里云镜像网站：最近停机了
   • 华为开源镜像站: https://mirrors.huaweicloud.com/home
     • https://mirrors.huaweicloud.com/ubuntu-releases/22.04.5/
3. 虚拟机配置镜像文件启动
   • 虚拟机设置, 编辑启动盘

2.3 安装和启动

1. 安装desktop : 按照指引安装即可
   • 配置语言
   • 配置键盘布局
   • 配置用户名和密码
   • 配置代理: 这里的代理是用于apt安装工具的代码
     • 阿里云: mirrors.aliyun.com
     • 清华大学: mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
     • 华为云: repo.huaweicloud.com
   • 配置网络
2. 安装server
   • 语言: English
   • Installer update availabe
     • 使用下载的镜像, 不要使用更新的
     • 选择: Continue without updating

2.4 配置apt下载镜像

1. 找到/etc/apt/sources.list

   清华大学镜像源

   deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse

   deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse

   deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse

   deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse

   阿里云镜像源

   deb https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse

   deb https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse

   deb https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse

   deb https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse

   deb https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse

   deb-src https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse

2.5 网络配置

1. 访问github.com

   • 访问网站: https://sites.ipaddress.com/github.com/
     • 查询: github.com
       • 140.82.114.3
     • 查询: github.global.ssl.fastly.net
       • 151.101.1.194
       • 151.101.65.194
       • 151.101.129.194
       • 151.101.193.194
   • 编辑/etc/hosts
     • 140.82.114.3 github.com
     • 151.101.1.194 github.global.ssl.fastly.net
   • 配置github用户名和邮箱
     • git config --global user.name "your name"
     • git config --global user.email "your email"

2. 域名解析

   • 修改/etc/systemd/resolved.conf
     • DNS=1.1.1.1 8.8.8.8

3. 没有网卡

   • ip link show: 检查网卡是否存在, ens33
   • ip link set ens33 up: 启动网卡
   • dhclient ens33: 分配IP
     • 重新启动: dhclient -r
     • 获取IP: dhclient
   • systemctl restart NetworkManager: 重启网络管理服务

4. 挂载

   • 虚拟机内部安装: open-vm-tools, open-vm-tools-desktop
   • VM虚拟机配置选项: 启用共享文件夹服务
   • 安装
     • apt install -y open-vm-tools open-vm-tools-desktop
     • systemctl status vmtoolsd
     • vmware-hgfsclient
     • vmhgfs-fuse .host:/ /mnt/hgfs -o allow_other
   • sudo vmhgfs-fuse .host:/ /mnt/hgfs -o allow_other

3 安装交叉编译工具

apt-get install curl python2.7 python-pyelftools git ssh make gcc libssl-dev liblz4-tool expect g++ patchelf chrpath gawk texinfo chrpath diffstat binfmt-support qemu-user-static live-build bison flex fakeroot cmake gcc-multilib g++-multilib unzip device-tree-compiler python3-pip libncurses-dev python3-pyelftools vim mtd-utils

3.1 编译与构建工具

1. make
2. gcc/g++
3. gcc-multilib/g+±multilib
4. cmake
5. bison/flex
   • 语法分析器和词法分析器生成器，用于编译需要解析器的组件
6. device-tree-compiler
   • 设备树编译器，用于将 .dts 编译成 .dtb，或将 .dtb 反编译，是嵌入式 Linux 内核开发的核心工具

3.2 库与头文件

1. libssl-dev: openssl开发库
2. liblz4-tool: LZ4压缩工具
3. libncurses-dev: 终端图形库开发文件，用于编译 menuconfig 等终端交互式配置界面
4. python3-pip
   • Python 包管理器，用于安装额外的 Python 工具

3.3 python相关

1. python2.7
2. python-pyelftools: Python 2 的 ELF 文件解析库，用于分析 ELF 文件
3. python3-pyelftools: Python 3 版本的 ELF 解析库

3.4 二进制与库操作工具

1. patchelf: 修改 ELF 文件头的工具，可更改动态链接器（interpreter）和 RPATH，用于移植或调试
2. chrpath: 修改 ELF 文件中的 RPATH / RUNPATH，用于调整共享库搜索路径（类似 patchelf，更轻量）
3. fakeroot: 在非 root 环境下模拟 root 权限，用于创建文件系统镜像

3.5 文件与归档工具

1. unzip
2. gawk: GNU AWK，文本处理工具，常用于解析日志、处理配置脚本
3. textinfo: GNU 文档系统，某些软件（如 binutils）的文档编译需要
4. diffstat: 统计 diff 文件的变化行数，常用于补丁审查
5. mtd-utils
   • MTD（Memory Technology Device）工具集，用于操作 NAND Flash、SPI Flash 等，包括 flash_erase、nanddump
   • 对 Rockchip 平台（常用 SPI‑NAND 或 eMMC）很重要

3.6 网络与版本控制

1. curl
2. git
3. ssh

3.7 终端与系统工具

1. vim
2. expect:
3. binfmt-support / qemu-user-static
   • 支持在 x86 主机上运行 ARM/ARM64 等架构的用户态程序（通过 QEMU 模拟），常用于交叉编译后测试或创建 chroot 环境
4. live-build
   • Debian Live 构建工具，用于定制和构建 Debian 根文件系统镜像

4 工具安装

4.1 虚拟机工具安装

1. 安装ssh

   • sudo -i, 进入root环境
   • apt update:
   • apt install openssh-server: 安装ssh服务
   • systemctl enable ssh: 启动ssh服务

2. 安装nfs

   • sudo -i, 进入root环境
   • apt update:
   • apt install nfs-common

3. open-vm-tools

   • apt-get install open-vm-tools open-vm-tools-desktop

4.2 宿主机工具安装

1. VSCode
2. MobaXterm
   • 串口, 远程中断连接工具
   • 下载, 用于连接虚拟机
   • 使用ssh
     • 输入虚拟机的IP(ip a查看), 输入用户名
   • mount挂载
     • mount -t nfs -o nolock PC的IP:/C/...共享文件夹 /mnt/windows_linux上的挂载点