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本笔记基于MX6ULL为板载核心，使用正点原子alpha板。

eMMC

eMMC（embedded MultiMediaCard）是一种嵌入式存储解决方案，广泛应用于智能手机、平板电脑、物联网设备、车载系统等嵌入式设备中。它结合了 NAND Flash 存储芯片 和 控制器，并通过标准接口与主机（如处理器或 SoC）通信。成本低，但通信速率低于UFS，更低于SSD，主要应用在低端设备。

eMMC 的基本组成

eMMC 并不是单纯的存储芯片，而是一个完整的存储模块，主要由以下部分组成：

NAND Flash 存储芯片：用于实际数据存储。
Flash 控制器：管理 NAND Flash 的读写、坏块管理、磨损均衡（wear leveling）、错误校验（ECC）等。
标准接口（MMC 接口）：采用 JEDEC eMMC 标准，兼容性强，简化了主控设计。

使用方式和作用

烧录方法：可通过 SD 卡、USB 工具
Linux 系统和应用程序通常会被烧录到 eMMC 存储中，并通过配置启动模式（如 eMMC 启动）来运行系统。
本质：eMMC = NAND Flash（存储） + 控制器（管理 Flash），相当于一个 “自带管理器的硬盘”。
存储内容：
- Bootloader（如 U-Boot）
- Linux 内核（如 zImage）
- 根文件系统（如 rootfs.ext4）

eMMC 和普通 NAND Flash 的区别？

eMMC：自带控制器，主控芯片直接通过标准接口读写（简单，适合嵌入式）。
原始 NAND Flash：需要主控芯片实现坏块管理、ECC 校验等（复杂，需额外驱动）。

嵌入式设备的核心组件类比（以 i.MX6ULL 为例）

组件	电脑类比	嵌入式设备（如 i.MX6ULL）	作用
eMMC	硬盘（SSD/HDD）	嵌入式存储芯片（如 8GB eMMC）	存储系统（Linux内核、根文件系统）、应用程序、用户数据，非易失性（断电不丢失）。
RAM（如 DDR3）	内存条	动态内存（如 256MB/512MB DDR3）	临时存储运行时的程序和数据，易失性（断电丢失）。
主控芯片	CPU	处理器（如 NXP i.MX6ULL）	执行计算、控制外设（USB、GPIO、网络等），运行操作系统（如 Linux）。
Boot ROM	BIOS/UEFI	芯片内置的 BootROM	初始化硬件，加载第一级 Bootloader（如 U-Boot）。

NFS（Network File System）服务

NFS（Network File System，网络文件系统）是一种分布式文件系统协议，由 Sun Microsystems 开发，允许计算机系统通过网络共享文件和目录。它广泛应用于 Linux/Unix 环境，使客户端可以像访问本地文件一样访问远程服务器上的文件。经过我的尝试，无法在WSL（1）上通过nfs挂载其他linux系统进行嵌入式开发。

通信流程

服务器端 启动 nfs-server 并导出（export）共享目录。
客户端 请求挂载远程目录，通过 RPC 协议与服务器交互。
数据传输：
- 客户端读写文件时，NFS 协议将请求转发到服务器。
- 服务器处理请求并返回数据，客户端无感知（透明访问）。

配置方法

除了不能再WSL上配置可以在虚拟机、或Linux系统下配置：

Ubuntu 使用如下命令安装 NFS 服务：

1	sudo apt-get install nfs-kernel-server rpcbind

使用如下命令打开 nfs 配置文件/etc/exports：

1	sudo vi /etc/exports

打开/etc/exports 以后在后面添加如下所示内容：

1	/home/user/linux/nfs *(rw,sync,no_root_squash)

重启 NFS 服务，使用命令如下：

1	sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

最后使用如下命令在嵌入端进行挂载：

1	mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/user/nfs_rootfs /mnt

在开发过程中，在 Ubuntu 中编译好程序后放入/home/book/nfs_rootfs目录，开发板 mount nfs 后就可以直接通过/mnt 访问 Ubuntu 中的文件。

远程访问开发板

远程命令使用开发板的三种方式：

使用串口连接后通过MobaXterm通过指定串口和波特率（115200）后进行访问。
windows端与开发板连接到同一个局域网后，通过MobaXterm的ssh指定IP和端口（22）后访问。
在linux端（ubuntu）无法使用MobaXterm，可以直接在终端中通过ssh进行访问，命令如下：
1
ssh root@192.168.X.XXX

文件传输的两种方法：

同一局域网下，使用Filezilla软件指定IP和端口号（22）后进行传输
相同的方式，使用WinSCP

GCC

交叉编译工具有OpenWrt，Buildroot，Linaro的，选择：

Linaro出品的交叉编译器：arm-linux-gnueabihf-gcc

编译流程

GCC 的编译过程分为 4 个阶段：

gcc

(1)预处理（Preprocessing）

处理 #include、#define、#ifdef 等宏指令。

命令：

1	gcc -E hello.c -o hello.i # 生成预处理文件

(2)编译（Compilation）

将预处理后的代码转为汇编语言。

命令：

1	gcc -S hello.i -o hello.s # 生成汇编代码

(3)汇编（Assembly）

将汇编代码转为机器码（目标文件 .o）。

命令：

1	gcc -c hello.s -o hello.o # 生成目标文件

(4)链接（Linking）

合并目标文件和库文件（如 libc.so），生成可执行文件。

命令：

1	gcc hello.o -o hello # 生成可执行文件

简化命令：直接生成可执行文件
1
gcc hello.c -o hello

GCC 常用编译选项

基础选项

选项	说明
`-o <file>`	指定输出文件名（默认 `a.out`）。
`-c`	只编译不链接，生成 `.o` 目标文件。
`-g`	添加调试信息（供 GDB 使用）。
`-Wall`	启用所有警告（推荐始终使用）。
`-O0/-O1/-O2/-O3`	优化级别（`-O0` 不优化，`-O3` 最高优化）。

库和路径选项

选项	说明
`-I<dir>`	添加头文件搜索路径（如 `-I/usr/local/include`）。
`-L<dir>`	添加库文件搜索路径（如 `-L/usr/local/lib`）。
`-l<library>`	链接动态库（如 `-lm` 链接数学库 `libm.so`）。
`-static`	静态编译（将所有库打包进可执行文件）。

调试与优化

选项	说明
`-D<macro>`	定义宏（如 `-DDEBUG` 等价于 `#define DEBUG`）。
`-fPIC`	生成位置无关代码（用于动态库）。
`-save-temps`	保留临时文件（`.i`、`.s`、`.o`）。

操作文件I/O

在 Linux 系统中，文件 I/O（输入/输出）操作可以通过两种主要方式实现：标准 I/O（Standard I/O） 和 系统 I/O（System I/O）。它们的主要区别在于接口层次、缓冲机制、性能以及适用场景。

1. 标准 I/O（Standard I/O）

标准 I/O 是由 C 标准库（libc） 提供的高级文件操作接口，封装了底层系统调用，提供缓冲机制，以提高 I/O 效率。

特点

基于流（FILE*）：使用 FILE* 结构体表示文件流。
带缓冲（Buffered）：
- 全缓冲（Fully Buffered）：当缓冲区满时才进行实际 I/O（适用于文件）。
- 行缓冲（Line Buffered）：遇到换行符 \n 或缓冲区满时刷新（适用于终端）。
- 无缓冲（Unbuffered）：立即写入（如 stderr）。
跨平台兼容：由于是 C 标准库的一部分，代码可移植性较好。
适用于频繁的小数据读写，减少系统调用次数，提高性能。

常用函数

#include <stdio.h>

FILE *fopen(const char *path, const char *mode);  // 打开文件
int fclose(FILE *stream);                         // 关闭文件
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);  // 读数据
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);  // 写数据
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);  // 移动文件指针
long ftell(FILE *stream);                          // 获取当前文件位置
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);      // 读取一行
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...); // 格式化输出

示例

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
    if (!fp) {
        perror("fopen failed");
        return 1;
    }
    fprintf(fp, "Hello, Standard I/O!\n");
    fclose(fp);
    return 0;
}

2. 系统 I/O（System I/O / Unix I/O）

系统 I/O 是 Linux/Unix 提供的 底层文件操作接口，直接调用内核提供的系统调用（syscalls），不提供缓冲机制。

特点

基于文件描述符（File Descriptor, fd）：使用整数 int 表示文件（如 0=stdin, 1=stdout, 2=stderr）。
无缓冲（Unbuffered）：每次读写都会触发系统调用，效率较低但更可控。
适用于高性能、低延迟场景（如网络编程、设备驱动）。
更底层，灵活性更高，可以直接操作设备文件、管道、套接字等。

常用函数

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);  // 打开文件
int close(int fd);                                      // 关闭文件
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);          // 读数据
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);   // 写数据
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);          // 移动文件指针
int fcntl(int fd, int cmd, ...);                        // 控制文件描述符

示例

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
    if (fd == -1) {
        perror("open failed");
        return 1;
    }
    write(fd, "Hello, System I/O!\n", 19);
    close(fd);
    return 0;
}

3. 主要区别对比

特性	标准 I/O（stdio）	系统 I/O（syscall）
接口级别	高级（C 标准库封装）	低级（直接系统调用）
缓冲机制	有缓冲（可配置）	无缓冲（直接读写）
性能	较高（减少系统调用）	较低（每次调用都进内核）
适用场景	普通文件、文本处理	设备文件、网络、底层开发
文件表示	`FILE*`（流）	`int`（文件描述符）
移植性	高（跨平台）	低（依赖 Unix/Linux）
控制灵活性	较低（缓冲不可控）	高（直接控制）

4. 如何选择？

使用标准 I/O（fopen/fread/fwrite）：
- 需要处理文本文件、格式化输入输出。
- 需要缓冲机制提高性能（如频繁的小数据读写）。
- 希望代码可移植到其他平台（Windows/macOS）。
使用系统 I/O（open/read/write）：
- 需要直接操作设备文件（如 /dev 下的设备）。
- 需要非阻塞 I/O 或文件锁（fcntl）。
- 进行网络编程（套接字 socket 也是文件描述符）。
- 需要精确控制 I/O 行为（如 O_DIRECT 绕过缓存）。