怎么學(xué)習(xí)嵌入式linux
嵌入式 Linux是以Linux為基礎(chǔ)的嵌入式作業(yè)系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、媒體播放器、消費(fèi)性電子產(chǎn)品以及航空航天等領(lǐng)域中。以下是小編整理的關(guān)于學(xué)習(xí)嵌入式linux的方法，希望大家認(rèn)真閱讀!
1. 我們說(shuō)的驅(qū)動(dòng)，其實(shí)并不局限于硬件的操作，還有操作系統(tǒng)的原理、進(jìn)程的休眠喚醒調(diào)度等概念。
想寫(xiě)出一個(gè)好的應(yīng)用，想比較好的解決應(yīng)用碰到的問(wèn)題，這些知識(shí)你應(yīng)該懂
2. 做應(yīng)用門(mén)檻低，特別是現(xiàn)在的ANDROID，純JAVA。做應(yīng)用的發(fā)展路徑個(gè)人認(rèn)為就是業(yè)務(wù)純熟。
比如在通信行業(yè)、IPTV行業(yè)、手機(jī)行業(yè)，你了解行業(yè)的需求。所以，當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)的人，多是做應(yīng)用的。
3. 做驅(qū)動(dòng)，其實(shí)我不想稱(chēng)為“做驅(qū)動(dòng)”，而是想稱(chēng)為“做底層系統(tǒng)”，做好了這是通殺各行業(yè)。我工作幾年，做過(guò)手機(jī)、IPTV、會(huì)議電視，但是這些產(chǎn)品對(duì)我毫無(wú)差別，因?yàn)槲抑蛔龅讓印Ｋ麄兊臉I(yè)務(wù)跟我沒(méi)關(guān)系。
當(dāng)應(yīng)用出現(xiàn)問(wèn)題，他們解決不了時(shí)，我就會(huì)從內(nèi)核角度給他們出主意，給他們提供工具。
做底層的發(fā)展方向，個(gè)人認(rèn)為是技術(shù)專(zhuān)家。
4. 其實(shí)，做底層還是做應(yīng)用，之間并沒(méi)有一個(gè)界線，有底層經(jīng)驗(yàn)，再去做應(yīng)用，你會(huì)感覺(jué)很踏實(shí)。
有了業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，你再了解一下底層，很快就可以組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)。
回到怎么學(xué)的問(wèn)題上。嵌入式Linux底層系統(tǒng)包含哪些東西?不要急，舉一個(gè)例子你就知道了。
1. 電腦一開(kāi)機(jī)，那些界面是誰(shuí)顯示的?是BIOS，它做什么?一些自檢，然后從硬盤(pán)上讀入windows，并啟動(dòng)它。
類(lèi)似的，這個(gè)BIOS對(duì)應(yīng)于嵌入式Linux里的bootloader。這個(gè)bootloader要去Flash上讀入Linux內(nèi)核，并啟動(dòng)它。
2. 啟動(dòng)windows的目的是什么?當(dāng)然是上網(wǎng)聊天什么的了。這些上網(wǎng)、聊天工具在哪?
在C盤(pán)、D盤(pán)上。所以,windows要先識(shí)別出C盤(pán)、D盤(pán)。在Linux下我們稱(chēng)為根文件系統(tǒng)。
3. windows能識(shí)別出C盤(pán)、D盤(pán)，那么肯定能讀寫(xiě)硬盤(pán)才行。這涉及的東西稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)然不僅僅是硬盤(pán)，還有網(wǎng)卡、USB等等。
嵌入式Linux能從Flash上讀出并執(zhí)行應(yīng)用程序，肯定也得有Flash的驅(qū)動(dòng)程序啊，當(dāng)然也不僅僅是Flash。
一、bootloader：
它就是一個(gè)稍微復(fù)雜的裸板程序。但是要把這裸板程序看懂寫(xiě)好一點(diǎn)都不容易。Windows下好用的工具弱化了我們的編程能力。
很多人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。你能回答這幾個(gè)問(wèn)題嗎?
1.一上電，CPU從哪里取指令執(zhí)行?
答：一般從Flash上指令。
2.但是Flash一般是只能讀不能直接寫(xiě)的，如果我用到全局變量，這些全局變量在哪里?
答：全局變量應(yīng)該在內(nèi)存里
3.那么誰(shuí)把全局變量放到內(nèi)存里去?
答：長(zhǎng)期用ADS、KEIL的朋友，你能回答嗎?這需要"重定位"。在ADS或KEIL里，重定位的代碼是制作這些工具的公司幫你寫(xiě)好了。
你可曾去閱讀過(guò)?
4.內(nèi)存那么大，我怎么知道把"原來(lái)存在Flash上的內(nèi)容"讀到內(nèi)存的"哪個(gè)地址去"?
答：這個(gè)地址用"鏈接腳本"決定，在ADS里有scatter文件，KEIL里也有類(lèi)似的文件。但是，你去研究過(guò)嗎?
5.你說(shuō)重定位是把程序從Flash復(fù)制到內(nèi)存，那么這個(gè)程序可以讀Flash啊?
答：是的，要能操作Flash。當(dāng)然不僅僅是這些，還有設(shè)置時(shí)鐘讓系統(tǒng)運(yùn)行得更快等等。
先自問(wèn)自答到這里吧，bootloader這一個(gè)裸板程序，其實(shí)有3部分要點(diǎn)：
1.對(duì)硬件的操作
2.對(duì)ARM體系處理器的了解
3.程序的基本概念：重定位、棧、代碼段數(shù)據(jù)段BSS段什么的。
對(duì)硬件的操作，需要看原理圖、芯片手冊(cè)。這需要一定的硬件知識(shí)，不求你能設(shè)計(jì)硬件，但是至少能看懂;不求能看懂模擬電路，但是要能看懂?dāng)?shù)字電路。這方面的能力我是在學(xué)校里學(xué)到的，微機(jī)原理、數(shù)字電路這2本書(shū)(書(shū)名忘了)就足夠了。但是我懷疑你有無(wú)耐心把這2本書(shū)看完。我不知道現(xiàn)在有沒(méi)有更快捷的書(shū)。想速成的話，就先放掉這塊吧，不懂就問(wèn)GOOGLE、發(fā)貼。
另外，芯片手冊(cè)是肯定要讀的，別去找中文的，就看英文的。開(kāi)始是非常痛苦，以后就會(huì)發(fā)現(xiàn)那些語(yǔ)法、詞匯一旦熟悉后，讀任何芯片手冊(cè)都很容易。
對(duì)ARM體系處理器的了解,看杜春蕾的吧，里面講有匯編指令，有異常模式、MMU等。也就這3塊內(nèi)容需要你了解。
程序的基本概念，王道當(dāng)然是去看編譯原理了。可惜，這類(lèi)書(shū)絕對(duì)是天書(shū)級(jí)別的。勸你若非超級(jí)天才還是別去看了。就看我寫(xiě)的<嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)>和第1期視頻吧，別擔(dān)心，不用花錢(qián)。照著視頻把硬件相關(guān)的實(shí)驗(yàn)做了，這些概念就清楚了。我還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)第2套講這些概念的書(shū)或視頻，允許我盲目吹噓一回。
對(duì)于bootloader，我學(xué)習(xí)時(shí)是先看了，然后自己寫(xiě)程序把各個(gè)硬件的實(shí)驗(yàn)都做了一遍，比如GPIO、時(shí)鐘、SDRAM、UART、NAND。把它們都弄清楚了，組臺(tái)在一起就很容易看懂u-boot了。
總結(jié)一下，看懂硬件原理圖、看芯片手冊(cè)，這需要你自己去找資料。剩下的，就按<嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)>和第1期視頻的章節(jié)目錄去學(xué)習(xí)吧。
二、內(nèi)核：
想速成的人，先跨過(guò)內(nèi)核的學(xué)習(xí)，直接學(xué)習(xí)怎么寫(xiě)驅(qū)動(dòng)。
想成為高手，內(nèi)核必須深刻了解。注意，我說(shuō)的是了解，我沒(méi)奢望去寫(xiě)出一個(gè)內(nèi)核。
要對(duì)里面的調(diào)度機(jī)制、內(nèi)存管理機(jī)制、文件管理機(jī)制等等有所了解。
推薦兩本書(shū)：
1.通讀,請(qǐng)看薄的那本(浮燥的社會(huì)講求速度,呵),
2.選讀,想了解哪一塊就讀哪一節(jié)
三、驅(qū)動(dòng)：
驅(qū)動(dòng)包含兩部分：硬件本身的操作、驅(qū)動(dòng)程序的框架。
又是硬件，還是要看得懂原理圖、讀得懂芯片手冊(cè)，多練吧。
說(shuō)到驅(qū)動(dòng)框架，有一些書(shū)介紹一下。LDD3,即，老外寫(xiě)的那本，里面介紹了不少概念，值得一讀。但是，它的作用也就限于介紹概念了。我基本上是入門(mén)之前用它來(lái)熟悉一下概念，入門(mén)后就扔掉了。
驅(qū)動(dòng)方面比較全的介紹，應(yīng)該是宋寶華的了，老實(shí)說(shuō)我只看過(guò)目錄，有不少人說(shuō)好，這里推薦一下。
要想深入了解某一塊，絕對(duì)是超5星級(jí)推薦。你別指望把它讀完，1800多頁(yè)，上下兩冊(cè)呢。我是某一塊不清楚時(shí)，就去翻一下它。任何一部分，這書(shū)都可以講上2、3百頁(yè)，非常詳細(xì)。并且是以某個(gè)目標(biāo)來(lái)帶你分析內(nèi)核源碼。它以linux2.4為例，但是原理相通，同樣適用于其它版本的linux。
四、根文件系統(tǒng)：
大家有沒(méi)有想過(guò)這2個(gè)問(wèn)題：
1.對(duì)于Linux做出來(lái)的產(chǎn)品，有些用作監(jiān)控、有些做手機(jī)、有些做平板。那么內(nèi)核啟動(dòng)后，掛載根文件系統(tǒng)后，應(yīng)該啟動(dòng)哪一個(gè)應(yīng)用程序呢?
答：內(nèi)核不知道也不管應(yīng)該啟動(dòng)哪一個(gè)用戶程序。它只啟動(dòng)init這一個(gè)應(yīng)用程序，它對(duì)應(yīng)/sbin/init。
顯然，這個(gè)應(yīng)用程序就要讀取配置文件，根據(jù)配置文件去啟動(dòng)用戶程序(監(jiān)控、手冊(cè)界面、平板界面等等)
這個(gè)問(wèn)題提示我們，文件系統(tǒng)的內(nèi)容是有一些約定的，比如要有/sbin/init，要有配置文件
2.你寫(xiě)的hello,world程序，有沒(méi)有想過(guò)里面用到的printf是誰(shuí)實(shí)現(xiàn)的?
答：這個(gè)函數(shù)不是你實(shí)現(xiàn)的，是庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。它運(yùn)行時(shí)，得找到庫(kù)。
這個(gè)問(wèn)題提示我們，文件系統(tǒng)里還要有庫(kù)。
簡(jiǎn)單的自問(wèn)自答到這里，要想深入了解，可以看一下busybox的init.c，就可以知道init進(jìn)程做的事情了。
當(dāng)然，也可以看<嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)>里構(gòu)建根文件系統(tǒng)那章。
說(shuō)一下我的學(xué)習(xí)經(jīng)歷吧。
1. 我在學(xué)校時(shí)讀的是物理電子專(zhuān)業(yè)，其實(shí)課程里沒(méi)有教怎么設(shè)計(jì)電路，只是教了些電子電路方面的知識(shí)。PCB的設(shè)計(jì)是在實(shí)驗(yàn)室里自學(xué)的，只設(shè)計(jì)過(guò)2層板，現(xiàn)在忘記得差不多了。但是保留了看原理圖、看芯片手冊(cè)的能力。
2. 選修了軟件學(xué)位，對(duì)軟件設(shè)計(jì)挺感興趣，但是也只是學(xué)了C語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)而已。憑著興趣做了不少競(jìng)賽題。沒(méi)能力去參加競(jìng)賽，但是把C語(yǔ)言練得很扎實(shí)。
3. 在實(shí)驗(yàn)室、在第1家公司，就是設(shè)計(jì)些簡(jiǎn)單的PCI卡，寫(xiě)一下windows的驅(qū)動(dòng)程序
4. 在第2家公司，用51單片機(jī)做車(chē)載電話，開(kāi)始走上純軟件的道路。
5. 開(kāi)始感到單片機(jī)的不足，辭職半年閉門(mén)學(xué)Linux，從redhat怎么操作開(kāi)始。步驟就是先看，再自己寫(xiě)裸板程序操作硬件，接著到分析u-boot。同時(shí)看，對(duì)LINUX框架有所了解。
在寫(xiě)裸板時(shí)，建議各位加強(qiáng)對(duì)中斷的理解，內(nèi)核就是用中斷來(lái)完成各種功能的。
6. 分析完u-boot，就開(kāi)始進(jìn)行簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)編程了，這時(shí)候，能力還很弱。
7. 開(kāi)始去中興上班，工作2年，編寫(xiě)各類(lèi)驅(qū)動(dòng)、解決各類(lèi)問(wèn)題(驅(qū)動(dòng)問(wèn)題、幫助定位應(yīng)用問(wèn)題)，能力得到煅煉。
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