AUTOSAR入门-AS代码运行补充知识1
原创 thatway 那路谈OS与SoC嵌入式软件 2022-05-09 07:30
“**工欲善其事，必先利其器**
”，AUTOSAR入门系列的一系列模块的学习都依赖于试验：
AUTOSAR入门-基于以太网诊断
，而这个试验依赖于：AUTOSAR入门-AS开源代码运行环境搭建
，搭试验环境。可能对很多人比较难上手代码进行实践
操作，这也是本文的目的，分两次
文章进行一个
引导
。先看一个图：大鱼吃小鱼
。很形象的说明了AS代码运行在什么上面：计算机硬件
-》
Windows
（安装有VituralBox
）-》
Ubuntu
（安装有qemu
）-》
AS
。
你可能有疑问，这些都是些啥？首先**Windows**和**Ubuntu**都是操作系统，那么**AS**也是一个操作系统，这三个名词是等价的，都是**操作系统**
，都可以运行在独立的电路板上。但是如果没有三块电路板，我还想同时运行这三个系统怎么办？答案就在虚拟机软件
：
在Windows上安装VituralBox虚拟机软件后，就可以在VituralBox里面再安装一个操作系统Ubuntu，
同理在Ubuntu上安装qemu虚拟机软件后，就可以在Ubuntu里面再安装一个操作系统AS。
大鱼吃小鱼，俄罗斯套娃
。
0. 本篇文章主要讲些啥？
我预感到很多人对Linux不熟悉，对C语言也不熟悉，对编程也不熟悉，那么想学习代码怎么办？我感觉AS平台的代码是一个不错的编程学习入口，首先其涉及的编程知识非常全面
，比如虚拟机、git、系统编译、C语言、Python语言、RTOS、应用、驱动、网络协议栈、QT界面、文件系统
等，几乎包含了嵌入式系统
所有的软件技术，但是其又都是比较浅的应用，用到了每一部分很少很简单的一部分，所以学习起来很容易，适合作为入门
。
这里挑一些可能**卡壳**
的技术做一些说明，希望帮助大家都运行起来这套AS代码
，真的没什么成本，没板子就可以学习AUTOSAR，了解汽车软件。特别是当你打起来log，移植起来代码的时候，你也可以说：Talk is cheap，show me the code！
VituralBox+Ubuntu虚拟机环境搭建
首先假定大家都有一个Windows的电脑，安装的Win10
操作系统。Win10这个操作系统，运行在你的电脑硬件上。如果现在有一个事情需要你用Ubuntu
操作系统去完成，比如你写了一个网络程序，客户端需要一个运行在Win10电脑，服务端需要运行在Ubuntu电脑。但是你没有两个电脑，怎么办？没有条件创造条件
，这里有个词叫模拟
。Ubuntu运行需要硬件，那么我们用Win10来模拟一个电路板，Ubuntu需要硬件干什么事就告诉虚拟机模拟软件，虚拟机软件去做。VituralBox就是一个可以在Win10上模拟电脑硬件工具，就是虚拟机软件
。
什么是Ubuntu？
世界上的操作系统不止Windows，但是Windos占有量的最大的，首先有一个缺点那就是这个操作系统是**收费**
的。所以有人就想用一个不收费的操作系统，目前最出名的就是Linux
系统，其中一个最常用的发行版就是Ubuntu
。其次Windows的代码是不开源
的，但是Linux的代码是完全公开的，所以在Linux上可以做更多的开发性代码相关的工作，特别是跟硬件有关的嵌入式开发，几乎都是在Linux下做的。这里可以理解Windows
（Win10
）《--》Linux
（Ubuntu
）等价关系。
具体操作：
需要我们做的就是在Win10上安装VituralBox，然后在VituralBox上再安装一个Ubuntu系统，这个可以去**CSDN**
上搜索VituralBox+Ubuntu
安装就可以了，可以参考参考：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/35619204
下载VituralBox和Ubuntu可以参考下面两个网址：
https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads
http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-releases/22.04/
2. github与git
Ubuntu运行起来后，下面就是**下载代码**
了。
首先github
是一个代码托管平台
，特别是开源代码
，需要这么一个网站，大家都能从这个网站上下载别人的开源代码。而github就是全球性的最大的源代码托管网站。主要帮助开发者存储和管理其项目源代码
，且能够追踪、记录并控制用户对其代码的修改。甚至你可以简单粗暴的把它当作一个网盘，用来存储任何东西。
我见很多**博客**
也是在上面写的，很多写书的也在上面写，用了github托管静态网页的功能，一般网址是github.io这种的，例如：
https://autoas.github.io/as/index.html
。
上面说到了github上代码可以追踪、记录并控制用户对其代码的修改，这就要用到**代码版本控制软件git**
。大家都知道软件版本会不断更新，比如版本A发展到了版本B，这个时候代码是版本B的，但是要想回到版本A的代码，这个时候就需要一个版本控制软件，可以让代码回退
到某个状态。另外还有一个重要的功能：一个项目的代码可能有很多个开发者，这样使用git建立一个代码库，大家就都可以对一份代码进行修改，进行协作开发
。所以，一般从学校刚毕业进入公司团队工作，刚开始就要学git。
这里说一个**插曲**
，很早大家都是用svn这个版本控制软件，的确很好用，界面很友好，但是就是收费的。Linux的发明人Linus
刚开始也使用收费的版本控制软件，但是被发现
Linux
开发人员在破解收费软件，就不让开发
Linux
的人用了。本来老大
Linus
道歉下就可以，但是对这些顶级软件开发人员来说是不可能的，绝对的从技术上藐视
任何商业公司，不让我用，我就自己搞个，并且要搞一个比现在市场上能买到的更牛逼的。
Linus
花了两周
时间自己用
C
写了一个分布式版本控制系统，这就是
Git
！一个月
之内，
Linux
系统的源码已经由
Git
管理了！其最大创新就是分布式
的，任何一台电脑上的
git
代码都可以是本地库，人人可以建代码库
，不用搭建服务器。
下载代码实操：
Ubuntu上安装git
sudo apt-get install git
下载代码：
mkdir as
cd as
git clone https://github.com/thatway1989/as
代码下载下来，执行ls命令可以看到
这里用到了一个tree命令，不是Ubuntu自动的，可以自己练习下怎么安装tree软件。
3. 编译工具Scons
代码下载好了，需要编译成系统bin文件，然后在硬件上运行。参考：AUTOSAR入门-AS开源代码编译过程详解
什么是编译器gcc？
不知道大家看过刘慈欣的《三体
》没。里面有一个介绍古代用人力实现了计算机，首先让很多人站在一个广场上，排列的整整齐齐，然后对第一队的人进行输入，然后在最后一队的人的状态就能得到结果。这就是计算机CPU的设计逻辑
，有一些寄存器作为输入，就可以进行计算输出。
那么输入的是什么？答：二进制机器码
。
有一个笑话说历史上最牛修电脑
，问你怎么把人家电脑修好了，你可以说我带了一个光盘和一个针，然后用针在光盘上一顿扎
，扎出来一个系统，安装上就好了。这个梗就是光盘是否有凹槽
代表二进制的0和1
，关键是可以用针写二进制，太牛了。现实是我们不可能写二进制代码，我们要控制电脑，需要跟电脑进行交流，就像两个物种没有共同的语言
，我们人类的语言是汉语或者英语
等，但是计算机的语言就是二进制
。
英语
=》二进制
，怎么转换
，这是个问题。首先是汇编语言
，就是把计算机要执行的命令进行一个抽象
，以指令
为单位进行编写。然后需要一个汇编编译器
把汇编语言翻译成机器码
。但是这样也不可能写出来一个很大的程序，因为复杂到一定程度，人搞不定了。所以汇编语言是一种低级语言，所以要用高级语言对齐进行抽象，这时候高级语言C语言诞生了。这里有一个操作系统的故事，UNIX操作系统的发明人DennisRitchie
为了写一个操作系统，而发明了C语言，见os内核入门-linux0.11诞生的故事和源码初探
。那么C语言怎么变成汇编语言，答案也是需要一个编译器把C语言变成汇编语言，进而变成机器码。具体可以参考os内核入门-linux0.11编译介绍
的过程。
可以说编译器的技术含量非常的高，其中比较出名的就是gcc
。这里要扯出来一个开源软件组织GUN
，其发起人Stallman
搞出来了
gcc，
Linus
也是用这个
GCC
做出来了
Linux
系统。
什么是Scons？
Gcc是编译器，但是**编译的规则**
还是要写，经常用的工具是MakeFile
，但是其还不够高级，经常需要写的MakeFile文件比较多，于是就有人搞了一个Scons
工具，可以生成MakeFile
。这从另一个角度也算是一种语言的提升
，一种抽象
。对事物进行抽象是个好方法，弊端就是抽象越高，其适用范围就越窄。比如肢体语言大家都懂，但是汉语只有中国人懂。
Scons就是AS采用的编译工具，语法直接使用了**python**
，想学python的朋友可以多了解下Scons的脚本代码。具体参考：AUTOSAR入门-AS开源代码编译过程详解
什么是Python？
上面说的**C语言**
是编译成机器码后运行的，这就像你看一本外国的书，翻译成中文印刷出来
给你看了。但是你也可以对着英文说，看一行自动给你翻译一行
，看多少行翻译多少行，这就是python
，一种解释性语言，代码不参与编译，在运行的时候有python程序现翻译，这也就是执行的时候直接拿python源码就可以执行的原因。
编译工具安装实操：
sudo apt install curl scons autoconf libtool-binpython2python3-sip python3-sip-dev sip-dev python3-pip flex bison gperflibncurses-devnasm gnome-terminal gcc-arm-none-eabi libreadline-devpython3-pyqt5libcurl4-openssl-dev libgtk-3-dev pkg-config libglib2.0-dev
可以看到上面安装scons
和python
，其他的都是一些辅助工具，可以自己百度查查
4. 代码编译
编译工具也安装好了，下面就是编译代码了，
执行下面命令：
cd as
scons
export BOARD=x86
export RELEASE=ascore
scons
什么是环境变量？
比如你要运行一个程序**ls**
，查看当前目录的文件有哪些。那么操作系统怎么找到这个ls程序呢，答案就是环境变量PATH
。在Ubuntu中可以通过echo $PATH
命令查看环境变量PATH的值，可以理解为这是整个操作系统的一个全局变量
。在任何地方执行ls命令都可以访问环境变量PATH，从而找到ls这个程序的路径
，去执行。那么echo命令执行也是同样的道理去找路径。
除了PATH，程序的运行环境也可以设置一些**自定义**
的环境变量，使用上面的export命令
进行设置，特别是设置板卡的类型
，版本的类型
，在编译代码的时候到处
都要用到，这里直接设置到环境变量里面了。
执行Scons就开始了编译过程，最后会生成**TINIX.IMG**
文件，就编译成功了
。
后记：
这只写了一半，代码编译完了。下一步是运行，要涉及
qemu虚拟机。运行起来后要发包做实验，涉及到网络编程。然后调试代码要涉及到gdb调试手段，下次文章介绍。
最近有很多读者询问问题，这里可以加我微信**thatway1989**，备注**进群**。然后进一个AUTOSAR开源软件交流的群，可以**群策群力**搭环境，一起学习。
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