第三章：Linux基础与Shell编程

说实话，很多做自动驾驶的朋友，代码写得飞起，但一进Linux终端就发怵。我当年刚入行时也是这样，总觉得有IDE就够了。直到有一次，我在调试一个传感器数据流的问题，IDE死活连不上，最后靠着一行grep加awk，五分钟定位了问题。嗯，从那以后，我再也不敢小看Shell了。

这一章，我们就来聊聊自动驾驶软件栈里，那些你绕不开的Linux基础。说白了，就是让你能在终端里「活下来」，并且活得挺滋润。

3.1 Linux文件系统：你得知道东西放哪了

Linux的文件系统，和Windows不一样。它没有C盘D盘，而是一棵树。根目录是/，所有东西都挂在这棵树上。

我建议你重点记住这几个目录：

• /bin 和 /usr/bin：放的是常用命令，比如ls、cp。你想想看，没有这些命令，你连文件都看不到。
• /etc：系统配置文件。我在项目中遇到过，传感器驱动死活装不上，最后发现是/etc/udev/rules.d里的权限规则没写对。
• /var/log：日志文件。调试时第一站就是这里。自动驾驶系统跑着跑着出问题了，先看/var/log/syslog。
• /proc：虚拟文件系统，存的是内核和进程信息。比如/proc/cpuinfo能看CPU型号。
• /dev：设备文件。你的激光雷达、摄像头，挂载后都会在这里出现。

3.2 常用命令：grep、awk、sed 三剑客

这三个命令，是Linux文本处理的「倚天剑屠龙刀」。你写自动驾驶代码，天天要和日志、配置文件打交道，不会它们，效率至少低一半。

3.2.1 grep：大海捞针

grep 就是用来在文件里找字符串的。比如你怀疑某个传感器报错了：

grep -rn "ERROR" /var/log/autonomous_drive.log

-r 是递归，-n 是显示行号。我曾经在调试一个路径规划模块时，日志文件有几十万行，全靠grep一把梭。

更高级的用法，是用正则表达式。比如你想找所有以lidar开头的行：

grep "^lidar" sensor_config.yaml

3.2.2 awk：列处理神器

awk 默认把一行按空格或Tab切分成多列。比如你有一个CSV文件，想提取第二列：

awk '{print $2}' data.csv

我在项目中遇到过，需要从传感器时间戳日志里，提取出所有超过100毫秒的延迟记录：

awk '$3 > 100 {print $1, $2, $3}' latency.log

这里$3是第三列，如果大于100，就打印前三列。你看，一行命令搞定。

3.2.3 sed：流式编辑器

sed 用来做文本替换。比如你想把配置文件里所有的debug=false改成debug=true：

sed -i 's/debug=false/debug=true/g' config.yaml

-i 是直接修改文件，s 是替换命令，g 是全局替换。注意，-i 很危险，我建议你先不加-i跑一遍，看看输出对不对。

3.3 Shell脚本编写：把重复劳动自动化

你每天要启动传感器、录制数据、编译代码……这些事，写个脚本一键搞定，不香吗？

一个典型的自动驾驶数据采集脚本，大概长这样：

#!/bin/bash
# 数据采集脚本

LOG_DIR="/data/logs/$(date +%Y%m%d_%H%M%S)"
mkdir -p $LOG_DIR

echo "启动激光雷达..."
roslaunch lidar_driver lidar.launch &
LIDAR_PID=$!

echo "启动摄像头..."
roslaunch camera_driver camera.launch &
CAM_PID=$!

echo "开始录制..."
rosbag record -O $LOG_DIR/recording.bag /lidar_points /camera_image

# 录制结束后，清理进程
kill $LIDAR_PID $CAM_PID
echo "采集完成，数据保存在 $LOG_DIR"

这里有几个要点：

• #!/bin/bash 是脚本的「身份证」，告诉系统用哪个解释器。
• $(date +%Y%m%d_%H%M%S) 是命令替换，生成时间戳文件夹。
• & 让进程后台运行，$! 获取它的PID，方便后面杀掉。

我个人习惯，脚本里一定要加set -e。这样一旦某条命令失败，脚本就立即退出，不会继续执行造成更大的混乱。

3.4 进程管理与调试工具

自动驾驶系统跑起来，进程少说几十个。怎么管？

3.4.1 ps 和 top：看看谁在跑

ps aux 列出所有进程。你想找某个进程，比如rosmaster：

ps aux | grep rosmaster

top 是动态的，实时显示CPU和内存占用。我调试性能问题时，经常开着top，看看哪个进程在偷吃资源。

3.4.2 kill：该停就停

进程卡死了？kill -9 PID 是终极手段。但注意，-9 是强制杀死，进程没有机会做清理工作。我建议先用kill -15，给进程一个优雅退出的机会。

3.4.3 strace 和 gdb：调试利器

strace 跟踪系统调用。比如你的程序读文件很慢，可以用strace -p PID看看它在干嘛。

gdb 是调试器。程序崩溃了，生成core dump文件，然后用gdb ./program core，就能看到崩溃时的调用栈。我在项目中遇到过，一个内存越界问题，查了两天没头绪，最后靠gdb定位到了。

好了，这一章的内容就到这里。记住，Shell脚本是你自动驾驶开发路上的「瑞士军刀」，别嫌它丑，用起来真香。

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