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作為一個(gè)新人,，怎樣學(xué)習(xí)嵌入式Linux,？被問(wèn)過(guò)太多次,，特寫這篇文章來(lái)回答一下。 在學(xué)習(xí)嵌入式Linux之前,，肯定要有C語(yǔ)言基礎(chǔ),。匯編基礎(chǔ)有沒(méi)有無(wú)所謂(就那么幾條匯編指令，用到了一看就會(huì)),。 C語(yǔ)言要學(xué)到什么程度呢,？越熟當(dāng)然越好，不熟的話也要具備基本技能,。比如寫一個(gè)數(shù)組排序,、輸入數(shù)字求和什么的。 學(xué)C語(yǔ)言唯一的方法是多寫程序多練習(xí),，編譯出錯(cuò)沒(méi)關(guān)系,，自己去解決；執(zhí)行出錯(cuò)沒(méi)關(guān)系,，自己去分析,。以前我是用 VC來(lái)練習(xí)C語(yǔ)言的，經(jīng)常去嘗試著寫一些C語(yǔ)言競(jìng)賽的題目,。它們是純C,、純數(shù)學(xué)、純邏輯的題目,，不涉及界面這些東西,， 很適合煅煉你的編程能力。 回到主題,，首先我們要明白你的目的是什么,，大概來(lái)說(shuō)所謂嵌入式Linux可以分為兩部分：底層系統(tǒng)、應(yīng)用開(kāi)發(fā),。 如果你是想做應(yīng)用開(kāi)發(fā),，那么你去把C語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),、JAVA什么的學(xué)好吧,。嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)和PC上的 應(yīng)用開(kāi)發(fā)并沒(méi)有什么特別要注意的。也許你說(shuō)在嵌入式上要做些優(yōu)化,，是的,，要優(yōu)化，但是未經(jīng)優(yōu)化的程序 和PC上的程序開(kāi)發(fā)沒(méi)什么差別,。另外,，當(dāng)你有能力去優(yōu)化時(shí)，你已經(jīng)不用來(lái)問(wèn)這個(gè)問(wèn)題了,。具體到某個(gè)例子,， 比如說(shuō)開(kāi)發(fā)界面,，在PC上我們用VC；在嵌入式Linux里也許我們用QT也許用Android,，這個(gè)時(shí)候你應(yīng)該去學(xué)學(xué)QT,、 Android的編程。但是基礎(chǔ)還是C或JAVA,，在此基礎(chǔ)上去熟悉它們的接口,。你學(xué)過(guò)VC的話，也是要花時(shí)間去了解 那些類,、控件的,。 如果你的目的是想學(xué)習(xí)底層系統(tǒng)，這我的專長(zhǎng),，倒是可以說(shuō)一點(diǎn),。 在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我先回答：不少人問(wèn)我,，到底是學(xué)驅(qū)動(dòng)還是學(xué)應(yīng)用,？ 我只能說(shuō)憑興趣，并且驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用并不是截然分開(kāi)的 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)我不想稱為“做驅(qū)動(dòng)”,，而是想稱為“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,，然后從硬盤上讀入windows,，并啟動(dòng)它。 類似的,，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,、D盤上。所以, windows要先識(shí)別出C盤,、D盤,。在Linux下我們稱為根文件系統(tǒng)。 3. windows能識(shí)別出C盤,、D盤,，那么肯定能讀寫硬盤才行。這涉及的東西稱為驅(qū)動(dòng)程序,。當(dāng)然不僅僅是硬盤,，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,。 先說(shuō)到這里吧,，嵌入式LINUX里含有bootloader, 內(nèi)核, 驅(qū)動(dòng)程序、根文件系統(tǒng)這4大塊,。 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??？ 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)有兩部分要點(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(書名忘了)就足夠了。但是我懷疑你有無(wú)耐 心把這2本書看完,。我不知道現(xiàn)在有沒(méi)有更快捷的書,。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<ARM體系架構(gòu)與編程>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,，這類書絕對(duì)是天書級(jí)別的,。勸你若非超級(jí)天才還是別去看了。就看我寫的 <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。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<ARM體系架構(gòu)與編程>，然后自己寫程序把各個(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： 1. 通讀<linux內(nèi)核完全注釋>,請(qǐng)看薄的那本(浮燥的社會(huì)講求速度, 呵), 2. 選讀<Linux內(nèi)核情景分析>, 相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，有一些書介紹一下,。LDD3,即<Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)>,，老外寫的那本，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,。我基本上是入門之前用它來(lái)熟悉一下概念,，入門后就扔掉了。 驅(qū)動(dòng)方面比較全的介紹,，應(yīng)該是宋寶華的<linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)詳解>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，<Linux內(nèi)核情景分析>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linux 2.4為例,， 但是原理相通，同樣適用于其它版本的linux,。 還有沒(méi)有其他介紹,？呵呵，當(dāng)然有了,，韋東山Linux視頻第2期,。<嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)>里對(duì)驅(qū)動(dòng)講得不多，不夠深入,。 于是我錄制了這期視頻,。不僅僅教你怎么寫怎么改驅(qū)動(dòng)，還教你為什么這樣寫這樣改驅(qū)動(dòng),。 每一個(gè)驅(qū)動(dòng)都是現(xiàn)場(chǎng)編寫: 1. 用繪圖板畫圖講解──相當(dāng)于學(xué)校里老師在黑板上畫圖講解,，很直觀 絕對(duì)不是對(duì)著PPT念。 2. 用source insight當(dāng)然寫程序,，從第1行開(kāi)始寫,，每一課都是這樣。我講了20多個(gè)驅(qū)動(dòng),，就寫了20多個(gè)程序,。 3. 寫完就編譯、測(cè)試,。 4. 很全面,，字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)、塊設(shè)備,、網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)3大類齊全,，硬件介紹、驅(qū)動(dòng)框架分析,、測(cè)試3大類齊全,。 培訓(xùn)機(jī)構(gòu)里教的內(nèi)容，遠(yuǎn)不及這期視頻豐富,。我在多個(gè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)講過(guò)課,，從沒(méi)看到哪個(gè)老師敢每一課都當(dāng)場(chǎng)講解當(dāng)場(chǎng)編寫代碼 當(dāng)場(chǎng)測(cè)試，除我之外,！也沒(méi)看到哪個(gè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)講完這些內(nèi)容──因?yàn)闀r(shí)間不夠,，講完起碼要一個(gè)月,，但是這部分基本只有2周授課時(shí)間。 把你手上的開(kāi)發(fā)板所涉及的硬件,，都去嘗試寫一個(gè)驅(qū)動(dòng)吧,。有問(wèn)題就先"痛苦地思考"，思考的過(guò)程中你會(huì)把很多不相關(guān)的知識(shí) 串聯(lián)起來(lái),，最終貫通,。 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,。 顯示,，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)置過(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，辭職半年閉門學(xué)Linux,，從red hat怎么操作開(kāi)始,。步驟就是先看<ARM體系架構(gòu)與編程>， 再自己寫裸板程序操作硬件,，接著到分析u-boot,。同時(shí)看<linux內(nèi)核完全注釋>，對(duì)LINUX框架有所了解,。 在寫裸板時(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,，編寫各類驅(qū)動(dòng),、解決各類問(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,。 總結(jié)一下： 1. 硬件方面的書: 微機(jī)原理,、數(shù)字電路，高校里的教材,。畢業(yè)多年,，忘名了。 2. Linux方面的書： <ARM體系架構(gòu)與編程> <嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)> <Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)>,，老外寫的那本 <linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)詳解> <linux內(nèi)核完全注釋> <Linux內(nèi)核情景分析> |
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