2. 开发环境搭建：Ubuntu虚拟机安装、交叉编译工具链配置、TFTP/NFS服务搭建

做嵌入式Linux开发，环境搭建是绕不开的第一道坎。我见过不少新手，一上来就急着写代码，结果编译报错、烧录失败，折腾半天才发现是环境没配好。说白了，开发环境就是你的“作战基地”，基地没建好，仗就没法打。

这一章，我会带你一步步把Ubuntu虚拟机、交叉编译工具链、TFTP和NFS服务都搭起来。这些都是我这些年反复用、反复踩坑后总结出来的经验，跟着走，能省不少时间。

2.1 Ubuntu虚拟机安装

为什么选虚拟机？因为方便。你可以在Windows或macOS上直接跑Linux，不用双系统切换，也不用担心搞坏宿主机。我个人习惯用VMware Workstation，当然VirtualBox也行，看个人喜好。

2.1.1 下载与安装VMware

• 去VMware官网下载Workstation Pro（有30天试用期）
• 或者用VMware Workstation Player（免费版，功能够用）
• 安装过程一路Next就行，没什么特别的

2.1.2 创建Ubuntu虚拟机

我建议用Ubuntu 20.04 LTS或22.04 LTS，这两个版本对嵌入式开发支持最好，软件源也稳定。

1. 打开VMware，点击“创建新的虚拟机”
2. 选择“典型（推荐）”
3. 选择“稍后安装操作系统”
4. 客户机操作系统选“Linux”，版本选“Ubuntu 64位”
5. 虚拟机名称随便起，位置选个磁盘空间大的盘
6. 磁盘大小建议给80GB以上，选“将虚拟磁盘存储为单个文件”
7. 点击“自定义硬件”，内存给8GB以上，处理器至少2核
8. 网络适配器选“NAT模式”（方便上网）

2.1.3 安装Ubuntu系统

挂载你下载好的Ubuntu ISO镜像，启动虚拟机，按提示安装就行。这里说几个关键点：

• 分区时选“清除整个磁盘并安装Ubuntu”（虚拟机里无所谓）
• 用户名和密码记好，后面SSH、sudo都要用
• 安装完成后先执行sudo apt update && sudo apt upgrade -y更新系统

2.2 交叉编译工具链配置

交叉编译，说白了就是在PC上编译出能在ARM板子上运行的程序。为什么不能直接在板子上编译？因为板子性能太弱，编译个内核可能要几个小时，PC上几分钟就搞定了。

2.2.1 什么是交叉编译工具链

工具链包含编译器、链接器、库文件等。比如针对ARM架构的，常用的有：

工具链名称	目标架构	适用场景
gcc-arm-linux-gnueabihf	ARM 32位	老款ARM板子（如Cortex-A8/A9）
aarch64-linux-gnu-gcc	ARM 64位	新款ARM板子（如Cortex-A53/A72）
arm-none-eabi-gcc	ARM裸机	无操作系统的裸机程序

我项目中用的最多的是gcc-arm-linux-gnueabihf，因为手头的i.MX6ULL和STM32MP157都是32位ARM。

2.2.2 安装交叉编译工具链

有两种方式：

方式一：apt安装（推荐）

sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabihf

安装完成后验证：

arm-linux-gnueabihf-gcc --version

方式二：下载Linaro工具链

如果apt源里的版本太老，可以去Linaro官网下载最新版：

wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
tar -xvf gcc-linaro-*.tar.xz
sudo mv gcc-linaro-* /opt/

然后配置环境变量：

export PATH=$PATH:/opt/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

2.2.3 测试工具链

写个简单的hello.c测试一下：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello, Embedded Linux!\n");
    return 0;
}

编译：

arm-linux-gnueabihf-gcc -o hello hello.c
file hello

如果输出显示ELF 32-bit LSB executable, ARM，说明工具链工作正常。

2.3 TFTP/NFS服务搭建

这两个服务是嵌入式开发中的“快递员”和“共享文件夹”。TFTP用来把编译好的内核、设备树传到板子上，NFS让板子直接挂载PC上的文件系统，方便调试。

2.3.1 TFTP服务搭建

TFTP（Trivial File Transfer Protocol）是个轻量级的文件传输协议，常用于网络启动时下载内核。

安装TFTP服务器：

sudo apt install tftpd-hpa

配置TFTP：

编辑配置文件/etc/default/tftpd-hpa：

TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/tftpboot"
TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"
TFTP_OPTIONS="-l -c -s"

创建TFTP根目录并设置权限：

sudo mkdir /tftpboot
sudo chmod 777 /tftpboot

重启服务：

sudo systemctl restart tftpd-hpa

2.3.2 NFS服务搭建

NFS（Network File System）让板子通过网络挂载PC上的目录，这样板子就能直接运行PC上的文件系统，不用每次修改都重新烧录。

安装NFS服务器：

sudo apt install nfs-kernel-server

配置NFS导出目录：

编辑/etc/exports文件，添加：

/nfsroot *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

创建NFS根目录：

sudo mkdir /nfsroot
sudo chmod 777 /nfsroot

重启NFS服务：

sudo systemctl restart nfs-kernel-server

2.4 环境验证

搭建完所有服务后，最好做个整体验证，确保每个环节都通。

2.4.1 验证TFTP

在/tftpboot下放个测试文件，然后在板子的uboot中执行：

tftp 0x80800000 test.txt

如果能成功下载，说明TFTP正常。

2.4.2 验证NFS

在板子的Linux系统中执行：

mount -t nfs -o nolock 192.168.1.100:/nfsroot /mnt

如果挂载成功，/mnt下能看到PC上/nfsroot目录的内容。

2.5 本章小结

环境搭建看起来步骤多，但做一遍之后后面就一劳永逸了。我个人习惯把虚拟机、工具链、TFTP、NFS的配置写成脚本，换电脑时直接跑一遍就行。

嗯，这里要注意：虚拟机的网络模式一定要和板子在同一个网段。我一般用桥接模式，让虚拟机和板子都连到路由器上，这样通信最稳定。