2. 开发环境搭建：安装交叉编译工具链、配置TFTP/NFS服务、搭建串口终端

嵌入式Linux开发采用宿主机-目标机分离模式。宿主机（x86_64 PC）上安装交叉编译工具链生成ARM可执行代码，通过TFTP/NFS与目标板交换文件，串口终端提供调试控制台。本章完整搭建这三层基础设施。

2.1 交叉编译工具链安装

ARM平台无法直接运行x86编译程序，必须使用gcc-arm-linux-gnueabihf交叉工具链。该工具链运行在x86宿主机上，生成ARM Cortex-A系列硬浮点（hard-float）指令。

2.1.1 工具链版本选择

2.1.2 安装步骤（Ubuntu 22.04 LTS）

1. 更新软件源并安装依赖

sudo apt update
sudo apt install -y build-essential flex bison libncurses-dev
sudo apt install -y libssl-dev libelf-dev bc

2. 下载Linaro预编译工具链

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
sudo tar -xvf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz -C /opt/

3. 配置环境变量

echo 'export PATH=$PATH:/opt/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

4. 验证安装

arm-linux-gnueabihf-gcc --version
arm-linux-gnueabihf-objdump --version

2.1.3 交叉编译工具链组件

2.2 TFTP服务配置

TFTP（Trivial File Transfer Protocol）用于U-Boot引导阶段从宿主机下载内核镜像（zImage）、设备树（.dtb）到目标板内存。配置简单，无认证，适合嵌入式调试。

2.2.1 安装与配置

sudo apt install -y tftpd-hpa

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

配置文件内容：

TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/srv/tftp"
TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"
TFTP_OPTIONS="--secure --create"

1. 创建TFTP根目录并设置权限

sudo mkdir -p /srv/tftp
sudo chmod 777 /srv/tftp

2. 重启服务并验证

sudo systemctl restart tftpd-hpa
sudo systemctl enable tftpd-hpa
sudo systemctl status tftpd-hpa

2.2.2 测试TFTP传输

# 在TFTP目录放置测试文件
echo "TFTP Test" | sudo tee /srv/tftp/test.txt

# 本地回环测试
tftp localhost
tftp> get test.txt
tftp> quit

# 查看下载的文件
cat test.txt

2.3 NFS服务配置

NFS（Network File System）用于目标板挂载宿主机上的rootfs目录，实现内核启动后直接使用宿主机文件系统，避免反复烧写Flash。调试阶段效率极高。

2.3.1 安装与配置

sudo apt install -y nfs-kernel-server

# 创建NFS导出目录（存放目标板rootfs）
sudo mkdir -p /srv/nfs/rootfs

# 编辑导出文件
sudo vim /etc/exports

添加导出规则：

/srv/nfs/rootfs *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

1. 应用配置并重启服务

sudo exportfs -ra
sudo systemctl restart nfs-kernel-server
sudo systemctl enable nfs-kernel-server

2.3.2 验证NFS挂载

# 宿主机上自测
sudo mount -t nfs 127.0.0.1:/srv/nfs/rootfs /mnt
ls /mnt
sudo umount /mnt

2.4 串口终端搭建（Minicom）

串口是嵌入式开发最可靠的调试通道。目标板通过UART转USB线连接宿主机，Minicom作为终端软件提供交互控制台。

2.4.1 硬件连接与驱动

• 连接方式：目标板UART_TX → USB转串口模块RXD，UART_RX → TXD，GND → GND
• 驱动确认：CH340/PL2303/CP2102模块在Ubuntu下自动识别

# 查看串口设备
ls -l /dev/ttyUSB*

# 若没有设备，检查驱动
lsmod | grep usb_serial

2.4.2 安装与配置Minicom

sudo apt install -y minicom

# 进入配置界面
sudo minicom -s

配置步骤：

1. 选择 Serial port setup
2. 按 A 修改串口设备：/dev/ttyUSB0
3. 按 E 设置波特率：115200 8N1
4. 按 F 关闭硬件流控（Hardware Flow Control: No）
5. 按 G 关闭软件流控（Software Flow Control: No）
6. 选择 Save setup as dfl 保存为默认配置
7. 选择 Exit 进入终端

2.4.3 串口参数速查表

2.4.4 Minicom常用操作

• 退出Minicom：Ctrl+A 然后按 X，选择Yes
• 打开/关闭回显：Ctrl+A 然后按 E
• 发送文件：Ctrl+A 然后按 S，选择协议（zmodem）
• 清屏：Ctrl+A 然后按 C

2.5 开发环境整体架构

2.6 环境验证清单

完成上述配置后，执行以下验证步骤确保环境就绪：