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作為一個(gè)新人，如何學(xué)習嵌入式linux 作為一個(gè)新人，怎樣學(xué)習嵌入式Linux？被問(wèn)過(guò)太多次，特寫(xiě)這篇文章來(lái)回答一下。 做技術(shù)的心態(tài)是不能浮躁的，一步步，踏踏實(shí)實(shí)去完成每一個(gè)細節 ，阿里上市，人家馬云一件事堅持了15年，你能堅持多久呢？咱不能跟成功的人作對比，不過(guò)但凡成功的人，都需要努力堅持。 在學(xué)習嵌入式Linux之前，肯定要有C語(yǔ)言基礎。匯編基礎有沒(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？越熟當然越好，不熟的話(huà)也要具備基本技能。比如寫(xiě)一個(gè)數組排序、輸入數字求和什么的。 學(xué)C語(yǔ)言唯一的方法是多寫(xiě)程序多練習，編譯出錯沒(méi)關(guān)系，自己去解決；執行出錯沒(méi)關(guān)系，自己去分析。以前我是用 VC來(lái)練習C語(yǔ)言的，經(jīng)常去嘗試著(zhù)寫(xiě)一些C語(yǔ)言競賽的題目。它們是純C、純數學(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、應用開(kāi)發(fā)。 如果你是想做應用開(kāi)發(fā)，那么你去把C語(yǔ)言、數據結構、JAVA什么的學(xué)好吧。嵌入式應用開(kāi)發(fā)和PC上的 應用開(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)候你應該去學(xué)學(xué)QT、 Android的編程。但是基礎還是C或JAVA，在此基礎上去熟悉它們的接口。你學(xué)過(guò)VC的話(huà)，也是要花時(shí)間去了解 那些類(lèi)、控件的。 如果你的目的是想學(xué)習底層系統，這是我的專(zhuān)長(cháng)，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)驅動(dòng)還是學(xué)應用？ 我只能說(shuō)憑興趣，并且驅動(dòng)和應用并不是截然分開(kāi)的 1. 我們說(shuō)的驅動(dòng)，其實(shí)并不局限于硬件的操作，還有操作系統的原理、進(jìn)程的休眠喚醒調度等概念。 想寫(xiě)出一個(gè)好的應用，想比較好的解決應用碰到的問(wèn)題，這些知識你應該懂 2. 做應用門(mén)檻低，特別是現在的ANDROID，純JAVA。做應用的發(fā)展路徑個(gè)人認為就是業(yè)務(wù)純熟。 比如在通信行業(yè)、IPTV行業(yè)、手機行業(yè)，你了解行業(yè)的需求。所以，當領(lǐng)導的人，多是做應用的。 3. 做驅動(dòng)，其實(shí)我不想稱(chēng)為“做驅動(dòng)”，而是想稱(chēng)為“做底層系統”，做好了這是通殺各行業(yè)。我工作幾年， 做過(guò)手機、IPTV、會(huì )議電視，但是這些產(chǎn)品對我毫無(wú)差別，因為我只做底層。他們的業(yè)務(wù)跟我沒(méi)關(guān)系。 當應用出現問(wèn)題，他們解決不了時(shí)，我就會(huì )從內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)人認為是技術(shù)專(zhuān)家。 4. 其實(shí)，做底層還是做應用，之間并沒(méi)有一個(gè)界線(xiàn)，有底層經(jīng)驗，再去做應用，你會(huì )感覺(jué)很踏實(shí)。 有了業(yè)務(wù)經(jīng)驗，你再了解一下底層，很快就可以組成一個(gè)團隊。 回到怎么學(xué)的問(wèn)題上。嵌入式Linux底層系統包含哪些東西？不要急，舉一個(gè)例子你就知道了。 1. 電腦一開(kāi)機，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對應于嵌入式Linux里的bootloader。這個(gè)bootloader要去Flash上讀入Linux內核，并啟動(dòng)它。 2. 啟動(dòng)windows的目的是什么？當然是上網(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要先識別出C盤(pán)、D盤(pán)。在Linux下我們稱(chēng)為根文件系統。 3. windows能識別出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)為驅動(dòng)程序。當然不僅僅是硬盤(pán)，還有網(wǎng)卡、USB等等。 嵌入式Linux能從Flash上讀出并執行應用程序，肯定也得有Flash的驅動(dòng)程序啊，當然也不僅僅是Flash。 先說(shuō)到這里吧，嵌入式LINUX里含有bootloader, 內核, 驅動(dòng)程序、根文件系統這4大塊。 一、bootloader： 它就是一個(gè)稍微復雜的裸板程序。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：全局變量應該在內存里 3. 那么誰(shuí)把全局變量放到內存里去？ 答：長(cháng)期用ADS、KEIL的朋友，你能回答嗎？這需要"重定位"。在A(yíng)DS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. 內存那么大，我怎么知道把"原來(lái)存在Flash上的內容"讀到內存的"哪個(gè)地址去"？ 答：這個(gè)地址用"鏈接腳本"決定，在A(yíng)DS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復制到內存，那么這個(gè)程序可以讀Flash��？ 答：是的，要能操作Flash。當然不僅僅是這些，還有設置時(shí)鐘讓系統運行得更快等等。 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. 對硬件的操作 2. 對ARM體系處理器的了解 3. 程序的基本概念：重定位、棧、代碼段數據段BSS段什么的。 對硬件的操作，需要看原理圖、芯片手冊。這需要一定的硬件知識，不求你能設計硬件，但是至少能看懂; 不求能看懂模擬電路， 但是要能看懂數字電路。這方面的能力我是在學(xué)校里學(xué)到的，微機原理、數字電路這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。我不知道現在有沒(méi)有更快捷的書(shū)。想速成的話(huà)，就先放掉這塊吧，不懂就問(wèn)GOOGLE、發(fā)貼。 另外，芯片手冊是肯定要讀的，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)現那些語(yǔ)法、詞匯一旦熟悉后， 讀任何芯片手冊都很容易。 對ARM體系處理器的了解, 看杜春蕾的 程序的基本概念，王道當然是去看編譯原理了�？上�，這類(lèi)書(shū)絕對是天書(shū)級別的。勸你若非超級天才還是別去看了。就看我寫(xiě)的 <嵌入式Linux應用開(kāi)發(fā)完全手冊>和第1期視頻吧，別擔心，不用花錢(qián)。照著(zhù)視頻把硬件相關(guān)的實(shí)驗做了，這些概念就清楚了。我還沒(méi)有 發(fā)現第2套講這些概念的書(shū)或視頻，允許我盲目吹噓一回。 對于bootloader，我學(xué)習時(shí)是先看了 SDRAM、UART、NAND。把它們都弄清楚了，組臺在一起就很容易看懂u-boot了 總結一下，看懂硬件原理圖、看芯片手冊，這需要你自己去找資料。剩下的，就按<嵌入式Linux應用開(kāi)發(fā)完全手冊>和第1期視頻的章 節目錄去學(xué)習吧。 二、內核： 想速成的人，先跨過(guò)內核的學(xué)習，直接學(xué)習怎么寫(xiě)驅動(dòng)。 想成為高手，內核必須深刻了解。注意，我說(shuō)的是了解，我沒(méi)奢望去寫(xiě)出一個(gè)內核。 要對里面的調度機制、內存管理機制、文件管理機制等等有所了解。 推薦兩本書(shū)： 1. 通讀 2. 選讀 三、驅動(dòng)： 驅動(dòng)包含兩部分：硬件本身的操作、驅動(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，多練吧。 說(shuō)到驅動(dòng)框架，有一些書(shū)介紹一下。LDD3,即 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。 驅動(dòng)方面比較全的介紹，應該是宋寶華的 要想深入了解某一塊， 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。并且是以某個(gè)目標來(lái)帶你分析內核源碼。它以linux 2.4為例， 但是原理相通，同樣適用于其它版本的linux。 每一個(gè)驅動(dòng)都是現場(chǎng)編寫(xiě): 1. 用繪圖板畫(huà)圖講解──相當于學(xué)校里老師在黑板上畫(huà)圖講解，很直觀(guān) 絕對不是對著(zhù)PPT念。 2. 用source insight當場(chǎng)寫(xiě)程序，從第1行開(kāi)始寫(xiě)，每一課都是這樣。我講了20多個(gè)驅動(dòng)，就寫(xiě)了20多個(gè)程序。 3. 寫(xiě)完就編譯、測試。 4. 很全面，字符設備驅動(dòng)、塊設備、網(wǎng)卡驅動(dòng)3大類(lèi)齊全，硬件介紹、驅動(dòng)框架分析、測試3大類(lèi)齊全。 把你手上的開(kāi)發(fā)板所涉及的硬件，都去嘗試寫(xiě)一個(gè)驅動(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 串聯(lián)起來(lái)，最終貫通。 四、根文件系統： 大家有沒(méi)有想過(guò)這2個(gè)問(wèn)題： 1. 對于Linux做出來(lái)的產(chǎn)品，有些用作監控、有些做手機、有些做平板。那么內核啟動(dòng)后，掛載根文件系統后，應該啟動(dòng)哪一個(gè)應用程序呢？ 答：內核不知道也不管應該啟動(dòng)哪一個(gè)用戶(hù)程序。它只啟動(dòng)init這一個(gè)應用程序，它對應/sbin/init。 顯然，這個(gè)應用程序就要讀取配置文件，根據配置文件去啟動(dòng)用戶(hù)程序(監控、手冊界面、平板界面等等) 這個(gè)問(wèn)題提示我們，文件系統的內容是有一些約定的，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)現的？ 答：這個(gè)函數不是你實(shí)現的，是庫函數實(shí)現的。它運行時(shí)，得找到庫。 這個(gè)問(wèn)題提示我們，文件系統里還要有庫。 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。 當然，也可以看<嵌入式Linux應用開(kāi)發(fā)完全手冊>里構建根文件系統那章。 說(shuō)一下過(guò)來(lái)人的學(xué)習經(jīng)歷吧。 1. 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)有教怎么設計電路，只是教了些電子電路方面的知識。PCB的設計 是在實(shí)驗室里自學(xué)的，只設計過(guò)2層板，現在忘記得差不多了。但是保留了看原理圖、看芯片手冊的能力。 2. 選修了軟件學(xué)位，對軟件設計挺感興趣，但是也只是學(xué)了C語(yǔ)言、數據庫而已。憑著(zhù)興趣做了不少競賽題。沒(méi)能力去 參加競賽，但是把C語(yǔ)言練得很扎實(shí)。 3. 在實(shí)驗室、在第1家公司，就是設計些簡(jiǎn)單的PCI卡，寫(xiě)一下windows的驅動(dòng)程序 4. 在第2家公司，用51單片機做車(chē)載電話(huà)，開(kāi)始走上純軟件的道路。 5. 開(kāi)始感到單片機的不足，辭職半年閉門(mén)學(xué)Linux，從red hat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(zhù)到分析u-boot。同時(shí)看 在寫(xiě)裸板時(shí)，建議各位加強對中斷的理解，內核就是用中斷來(lái)完成各種功能的。 6. 分析完u-boot，就開(kāi)始進(jìn)行簡(jiǎn)單的驅動(dòng)編程了，這時(shí)候，能力還很弱。 7. 開(kāi)始去上班，工作2年，編寫(xiě)各類(lèi)驅動(dòng)、解決各類(lèi)問(wèn)題(驅動(dòng)問(wèn)題、幫助定位應用問(wèn)題)，能力得到煅煉。 這里也整理了一些書(shū)籍，供大家參考： Linux經(jīng)典書(shū)籍推薦 初級：熟練使用命令、熟悉Shell編程、能配置簡(jiǎn)單的服務(wù)，清楚各類(lèi)服務(wù)相關(guān)的配置文件的位置， 能看懂并可修改系統提供的配置腳本（/etc/*.*） 《鳥(niǎo)哥的私房菜基礎篇、高級篇》 《Advanced Bash Shell》 中級：熟悉TCP/IP原理、OS原理、熟練使用C語(yǔ)言、Linux系統編程、網(wǎng)絡(luò )編程。 推薦書(shū)籍： 《The C Programming Language》 《Unix環(huán)境高級編程》 《Linux程序設計》 《TCP/IP協(xié)議詳解卷一》 《Unix網(wǎng)絡(luò )高級編程》 高級： 《Linux Device Driver》 《深入理解Linux內核》 《深入理解計算機系統》 《深入理解LINUX網(wǎng)絡(luò )內幕》 更多交流請咨詢(xún)郭老師 電話(huà):15737137972 QQ：1962426343 |
