📚 课程目录第2章开发环境搭建

2. 开发环境搭建：安装Linux虚拟机（Ubuntu）、配置网络与SSH、安装必要的开发工具（gcc、make、git、vim）、搭建TFTP/NFS服务器

做嵌入式开发，第一件事不是写代码，而是先把窝搭好。

我见过太多新手，上来就急着编译内核，结果环境缺这缺那，折腾半天连个Hello World都跑不起来。说白了，开发环境就是你的工作台。工具顺手了，后面的事才能快。

这一章，咱们把Ubuntu虚拟机装好，网络配通，SSH连上，再把常用的开发工具和TFTP/NFS服务器都架起来。嗯，一步到位。

2.1 为什么选Ubuntu？

Linux发行版那么多，为什么我推荐Ubuntu？

社区活跃：遇到问题，Google一下基本都有答案。
软件包新：gcc、make、git这些工具，apt install一把梭。
兼容性好：Buildroot官方测试最多的就是Ubuntu LTS版本。

我个人习惯用Ubuntu 22.04 LTS，稳定，支持周期长，用到2027年没问题。

小提示：如果你用Windows，推荐VMware Workstation或VirtualBox。我偏向VMware，性能损耗小，快照功能好用。VirtualBox免费，也够用。

2.2 安装Ubuntu虚拟机

步骤不复杂，我列个清单，你照着做就行。

下载镜像：去Ubuntu官网下载22.04 LTS的ISO文件。
新建虚拟机：选择“典型”安装，稍后安装操作系统。
分配资源：
- 内存：至少4GB，建议8GB。
- CPU：2核起步，4核更舒服。
- 磁盘：40GB，动态分配。
挂载ISO：启动虚拟机，选择下载好的Ubuntu镜像。
安装系统：一路默认，设置用户名和密码。我习惯用ubuntu作为用户名。

注意：磁盘空间别给太小。编译Buildroot和Linux内核时，动辄需要10-20GB空间。我曾经给20GB，结果编译到一半磁盘满了，那叫一个尴尬。

2.3 配置网络与SSH

虚拟机装好了，但怎么跟宿主机通信？两个东西必须配：网络模式和SSH服务。

2.3.1 网络模式选择

模式	特点	适用场景
NAT	虚拟机共享宿主机IP上网，外部无法直接访问虚拟机	仅需上网，不需要外部连接
桥接	虚拟机独立IP，与宿主机在同一网段	需要SSH、TFTP、NFS等网络服务
仅主机	只能与宿主机通信，不能上网	调试阶段，隔离环境

我推荐桥接模式。这样虚拟机就像一台独立的机器，开发板也能直接访问它。你想想看，后面搭建TFTP和NFS服务器，如果虚拟机跟开发板不在一个网段，那得多麻烦。

2.3.2 配置静态IP

桥接模式下，我习惯给虚拟机配静态IP，免得每次重启IP都变。

# 编辑网络配置文件
sudo vim /etc/netplan/01-netcfg.yaml

# 内容如下
network:
  version: 2
  ethernets:
    ens33:
      dhcp4: no
      addresses:
        - 192.168.1.100/24
      gateway4: 192.168.1.1
      nameservers:
        addresses:
          - 8.8.8.8
          - 114.114.114.114

# 应用配置
sudo netplan apply

2.3.3 安装并启用SSH

SSH是嵌入式开发的标配。你总不想每次都跑到虚拟机前操作吧？

# 安装SSH服务
sudo apt update
sudo apt install openssh-server -y

# 检查服务状态
sudo systemctl status ssh

# 允许root登录（可选，我一般不开启）
sudo vim /etc/ssh/sshd_config
# 修改 PermitRootLogin yes

# 重启服务
sudo systemctl restart ssh

配好之后，在宿主机上用ssh ubuntu@192.168.1.100就能连上了。嗯，舒服多了。

2.4 安装必要的开发工具

嵌入式开发离不开这几个工具：gcc、make、git、vim。装起来很简单，但版本要注意。

# 一键安装
sudo apt install build-essential git vim -y

# 验证版本
gcc --version
make --version
git --version
vim --version

工具	作用	最低版本要求
gcc	C语言编译器，编译内核和BusyBox	9.0+
make	构建工具，管理编译过程	4.0+
git	版本控制，拉取源码	2.25+
vim	文本编辑器，改配置全靠它	8.0+

额外推荐：再装个tree和htop，看目录结构和系统资源很方便。

sudo apt install tree htop -y

2.5 搭建TFTP服务器

TFTP（Trivial File Transfer Protocol）是嵌入式开发中用来传输内核镜像和设备树文件的。它简单、轻量，U-Boot直接支持。

2.5.1 安装与配置

# 安装TFTP服务
sudo apt install tftpd-hpa -y

# 创建TFTP根目录
sudo mkdir -p /srv/tftp
sudo chmod 777 /srv/tftp

# 编辑配置文件
sudo vim /etc/default/tftpd-hpa

# 内容如下
TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/srv/tftp"
TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"
TFTP_OPTIONS="--secure --create"

# 重启服务
sudo systemctl restart tftpd-hpa
sudo systemctl enable tftpd-hpa

2.5.2 测试TFTP

# 在TFTP目录放一个测试文件
echo "Hello TFTP" | sudo tee /srv/tftp/test.txt

# 在另一台机器上测试（或本机localhost）
tftp 192.168.1.100
tftp> get test.txt
tftp> quit

# 查看是否下载成功
cat test.txt

避坑指南：防火墙要放行UDP 69端口。我曾经配了半天连不上，最后发现是ufw没关。

sudo ufw disable

2.6 搭建NFS服务器

NFS（Network File System）用来共享根文件系统。开发阶段，把根文件系统放在NFS上，开发板通过网络挂载，省去反复烧写的麻烦。

2.6.1 安装与配置

# 安装NFS服务
sudo apt install nfs-kernel-server -y

# 创建共享目录
sudo mkdir -p /srv/nfs
sudo chmod 777 /srv/nfs

# 编辑导出文件
sudo vim /etc/exports

# 添加以下内容（允许开发板访问）
/srv/nfs 192.168.1.0/24(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

# 应用配置
sudo exportfs -a
sudo systemctl restart nfs-kernel-server

2.6.2 测试NFS

# 在共享目录放一个测试文件
echo "Hello NFS" | sudo tee /srv/nfs/test.txt

# 在虚拟机本机挂载测试
sudo mount -t nfs 192.168.1.100:/srv/nfs /mnt
cat /mnt/test.txt
sudo umount /mnt

注意：no_root_squash这个选项很重要。如果不加，开发板上的root用户会被映射成nobody，导致权限问题。我刚开始就踩过这个坑，文件能读不能写，查了半天。

2.7 本章知识结构

下面这张图，把整个开发环境的关系理清楚了。

2.8 验证环境

所有东西都配好了，最后一步：验证一下环境是否完整。

# 1. 检查工具链
gcc --version
make --version
git --version

# 2. 检查网络
ping -c 3 192.168.1.1
ping -c 3 8.8.8.8

# 3. 检查SSH
ssh ubuntu@192.168.1.100

# 4. 检查TFTP
tftp 192.168.1.100 -c get test.txt

# 5. 检查NFS
showmount -e 192.168.1.100

如果每一步都返回正常，恭喜你，开发环境搭建完毕。后面就可以安心搞编译了。

  我的习惯：每次搭建完新环境，我都会写一个env_check.sh脚本，把这些检查命令放进去。下次换机器或者重装系统，跑一遍脚本就完事，省心。