从零开始：基于VMware与Ubuntu的Linux驱动/ARM汇编开发环境搭建

很多学习Linux驱动或ARM汇编的同学，常常在第一步——环境搭建上就遇到了困难。一个完整的嵌入式开发环境通常需要三部分：虚拟机软件、Linux操作系统以及交叉编译工具链。本文将手把手教你如何在Windows系统上，逐步搭建起这套用于Linux驱动和ARM学习的环境。

0. 环境组件说明

在开始动手之前，我们先明确需要安装的三大组件及其作用：

1. VMware Workstation：一款功能强大的虚拟机软件。我们将在它内部安装和运行Linux系统，实现Windows与Linux的并存与隔离。
2. Ubuntu 16.04/20.04 LTS：一个流行的Linux发行版。我们绝大多数的编译、开发和测试工作都将在这个系统内完成。
3. 交叉编译工具链 (arm-none-linux-gnueabi-gcc)：用于编译生成能在ARM架构开发板上运行的代码。这是连接x86主机与ARM目标板的关键桥梁。

1. 安装 VMware Workstation

首先，我们需要安装虚拟机平台。

1. 下载安装程序：访问VMware官网下载Windows版本的VMware Workstation安装包。

2. 运行安装向导：双击下载好的 VMware-workstation-full.exe 文件启动安装程序。

   

3. 接受许可协议：在出现的许可协议窗口中，勾选“我接受许可协议中的条款”，然后点击“下一步”。

   

4. 选择安装位置：你可以使用默认安装路径，或点击“更改...”按钮选择其他目录，然后点击“下一步”。

   

5. 用户体验设置：根据个人喜好，可以选择是否勾选“启动时检查产品更新”和“加入VMware客户体验提升计划”，然后点击“下一步”。

   

6. 创建快捷方式：确保“桌面”和“开始菜单程序文件夹”两个选项已勾选，以便后续快速启动，点击“下一步”。

   

7. 开始安装：点击“下一步”后，安装程序将开始复制文件。此过程会安装必要的虚拟网络驱动等组件。

   

8. 完成安装：安装完成后，点击“完成”按钮退出向导。首次启动时，软件会提示输入许可证密钥，你可以选择“我希望试用 VMware Workstation 15 30 天”以体验完整功能。

   
   

安装完成后，你将在桌面看到VMware的快捷方式。

2. 在VMware中安装Ubuntu

虚拟机平台就绪后，我们开始安装Linux操作系统。

1. 下载Ubuntu镜像：从Ubuntu官方或其镜像站（如阿里云镜像）下载所需的ISO文件，例如 ubuntu-20.04.2.0-desktop-amd64.iso。

2. 创建新虚拟机：打开VMware Workstation，点击“创建新的虚拟机”。

   

3. 选择配置类型：在新建虚拟机向导中，选择“典型(推荐)”配置，点击“下一步”。

   

4. 选择安装来源：选择“安装程序光盘映像文件(iso)”，并通过“浏览”按钮找到你下载的Ubuntu ISO文件，系统会自动检测到版本，点击“下一步”。

   

5. 填写简易安装信息：设置你的全名、用户名和密码。为了后续操作方便，可以将密码设为简单的“1”（仅用于学习环境）。点击“下一步”。

   

6. 命名虚拟机并选择位置：为虚拟机起一个名字，并指定其文件在主机磁盘上的存储位置。建议选择一个剩余空间较大的磁盘分区。

   

7. 指定磁盘容量：设置虚拟机的最大磁盘大小。对于开发环境，建议设置大一些，例如100GB或以上。选择“将虚拟磁盘拆分成多个文件”便于管理，点击“下一步”。

   

8. 完成创建：在确认配置页面，可以点击“自定义硬件”调整内存（建议至少2GB）、处理器核心数等。最后点击“完成”。

   

9. 自动安装：VMware会启动虚拟机并自动开始安装Ubuntu。为了加速安装过程，建议在安装前断开宿主机的网络连接。

   

10. 登录系统：安装完成后，虚拟机会自动重启。在登录界面输入你之前设置的密码（例如“1”），即可进入Ubuntu桌面环境。

    

3. 安装VMware Tools以增强体验

为了更方便地在主机和虚拟机之间复制粘贴文件、共享剪贴板，我们需要安装VMware Tools的开源替代品 open-vm-tools-desktop。

1. 在Ubuntu桌面，按下 Ctrl+Alt+T 组合键打开终端。
2. 依次执行以下命令：

   sudo apt-get autoremove open-vm-tools
   sudo apt-get install open-vm-tools-desktop

3. 执行命令时会提示输入当前用户密码（即你之前设置的密码，如“1”），输入后回车继续安装。

安装完成后，建议重启虚拟机。之后你就可以自由地从Windows窗口拖动文件到Ubuntu桌面，或直接复制粘贴文本了。

4. 安装与配置交叉编译工具链

这是搭建ARM开发环境的核心步骤。我们将安装一个特定的ARM GCC编译器。

1. 准备目录：首先，在用户主目录下创建一个专用文件夹并赋予权限。

   mkdir ~/toolchain
   chmod 777 ~/toolchain

   

2. 放入工具链：将准备好的交叉编译工具链压缩包（例如 gcc-4.6.4.tar.xz）通过拖拽或复制的方式，放入刚创建的 ~/toolchain 目录中。
   

3. 解压工具链：打开终端，进入该目录并解压。

   cd ~/toolchain
   tar xvf gcc-4.6.4.tar.xz

4. 配置环境变量：编辑系统级的bash配置文件，将工具链的bin目录添加到 PATH 中。使用 sudo 和文本编辑器（如 vim 或 nano）打开 /etc/bash.bashrc 文件，在文件末尾添加：

   export PATH=$PATH:/home/你的用户名/toolchain/gcc-4.6.4/bin

   请将“你的用户名”替换为你实际的用户名（例如“peng”）。

5. 使配置生效：保存文件后，在终端执行以下命令使环境变量立即生效，或直接重新打开一个终端。

   source /etc/bash.bashrc

6. 安装依赖库：有些工具链需要额外的系统库支持，安装一个基础包通常能解决多数问题。

   sudo apt-get install lsb-core

7. 验证安装：最后，也是最关键的一步，验证交叉编译器是否可用。

   arm-none-linux-gnueabi-gcc -v

   如果终端打印出类似以下的编译器版本和配置信息，则说明交叉编译环境已成功搭建！

   Using built-in specs.
   COLLECT_GCC=arm-none-linux-gnueabi-gcc
   COLLECT_LTO_WRAPPER=/home/peng/toolchain/gcc-4.6.4/bin/../libexec/gcc/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/4.6.4/lto-wrapper
   Target: arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi
   Configured with: /work/builddir/src/gcc-4.6.4/configure --build=i686-build_pc-linux-gnu --host=i686-build_pc-linux-gnu --target=arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi --prefix=/opt/TuxamitoSoftToolchains/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/gcc-4.6.4 --with-sysroot=/opt/TuxamitoSoftToolchains/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/gcc-4.6.4/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/sysroot --enable-languages=c,c++ --with-arch=armv6zk --with-cpu=arm1176jzf-s --with-tune=arm1176jzf-s --with-fpu=vfp --with-float=softfp --with-pkgversion='crosstool-NG hg+default-2685dfa9de14 - tc0002' --disable-sjlj-exceptions --enable-__cxa_atexit --disable-libmudflap --disable-libgomp --disable-libssp --disable-libquadmath --disable-libquadmath-support --with-gmp=/work/builddir/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/buildtools --with-mpfr=/work/builddir/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/buildtools --with-mpc=/work/builddir/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/buildtools --with-ppl=/work/builddir/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/buildtools --with-cloog=/work/builddir/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/buildtools --with-libelf=/work/builddir/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/buildtools --with-host-libstdcxx='-static-libgcc -Wl,-Bstatic,-lstdc++,-Bdynamic -lm' --enable-threads=posix --enable-target-optspace --without-long-double-128 --disable-nls --disable-multilib --with-local-prefix=/opt/TuxamitoSoftToolchains/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/gcc-4.6.4/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/sysroot --enable-c99 --enable-long-long
   Thread model: posix
   gcc version 4.6.4 (crosstool-NG hg+default-2685dfa9de14 - tc0002)

至此，一个完整的Linux驱动及ARM汇编学习环境已经搭建完毕。你现在可以在Ubuntu中编写代码，并使用 arm-none-linux-gnueabi-gcc 编译出运行在ARM板上的程序了。工欲善其事，必先利其器，接下来就可以专注于内核模块、设备驱动或ARM汇编指令的学习与实践了。

如果你在搭建过程中遇到其他问题，或者想与更多开发者交流嵌入式开发经验，欢迎到 云栈社区 的相关板块提问和分享。