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標題: 作為一個新人，怎樣學習嵌入式Linux？ [打印本頁]

作者: 檸檬之星 時間: 2016-8-22 11:59
標題: 作為一個新人，怎樣學習嵌入式Linux？
作為一個新人，怎樣學習嵌入式Linux？被問過太多次，特寫這篇文章來回答一下。
在學習嵌入式Linux之前，肯定要有C語言基礎。匯編基礎有沒有無所謂(就那么幾條匯編指令，用到了一看就會)。C語言要學到什么程度呢？越熟當然越好，不熟的話也要具備基本技能。比如寫一個數組排序、輸入數字求和什么的。學C語言唯一的方法是多寫程序多練習，編譯出錯沒關系，自己去解決；執行出錯沒關系，自己去分析。以前我是用VC來練習C語言的，經常去嘗試著寫一些C語言競賽的題目。它們是純C、純數學、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，大概來說所謂嵌入式Linux可以分為兩部分：底層系統、應用開發。
如果你是想做應用開發，那么你去把C語言、數據結構、JAVA什么的學好吧。嵌入式應用開發和PC上的應用開發并沒有什么特別要注意的。也許你說在嵌入式上要做些優化，是的，要優化，但是未經優化的程序和PC上的程序開發沒什么差別。另外，當你有能力去優化時，你已經不用來問這個問題了。具體到某個例子，比如說開發界面，在PC上我們用VC；在嵌入式Linux里也許我們用QT也許用Android，這個時候你應該去學學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。你學過VC的話，也是要花時間去了解那些類、控件的。
如果你的目的是想學習底層系統，這我的專長，倒是可以說一點。
在回答這個問題之前，我先回答：不少人問我，到底是學驅動還是學應用？
我只能說憑興趣，并且驅動和應用并不是截然分開的
1. 我們說的驅動，其實并不局限于硬件的操作，還有操作系統的原理、進程的休眠喚醒調度等概念。想寫出一個好的應用，想比較好的解決應用碰到的問題，這些知識你應該懂
2. 做應用門檻低，特別是現在的ANDROID，純JAVA。做應用的發展路徑個人認為就是業務純熟。比如在通信行業、IPTV行業、手機行業，你了解行業的需求。所以，當領導的人，多是做應用的。
3. 做驅動，其實我不想稱為“做驅動”，而是想稱為“做底層系統”，做好了這是通殺各行業。我工作幾年，做過手機、IPTV、會議電視，但是這些產品對我毫無差別，因為我只做底層。他們的業務跟我沒關系。當應用出現問題，他們解決不了時，我就會從內核角度給他們出主意，給他們提供工具。做底層的發展方向，個人認為是技術專家。
4. 其實，做底層還是做應用，之間并沒有一個界線，有底層經驗，再去做應用，你會感覺很踏實。有了業務經驗，你再了解一下底層，很快就可以組成一個團隊。

回到怎么學的問題上。嵌入式Linux底層系統包含哪些東西？不要急，舉一個例子你就知道了。
1. 電腦一開機，那些界面是誰顯示的？是BIOS，它做什么？一些自檢，然后從硬盤上讀入windows，并啟動它。類似的，這個BIOS對應于嵌入式Linux里的bootloader。這個bootloader要去Flash上讀入Linux內核，并啟動它。
2. 啟動windows的目的是什么？當然是上網聊天什么的了。這些上網、聊天工具在哪？在C盤、D盤上。所以, windows要先識別出C盤、D盤。在Linux下我們稱為根文件系統。
3. windows能識別出C盤、D盤，那么肯定能讀寫硬盤才行。這涉及的東西稱為驅動程序。當然不僅僅是硬盤，還有網卡、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的驅動程序啊，當然也不僅僅是Flash。

先說到這里吧，嵌入式LINUX里含有bootloader, 內核, 驅動程序、根文件系統這4大塊。
一、bootloader：
它就是一個稍微復雜的裸板程序。但是要把這裸板程序看懂寫好一點都不容易。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。你能回答這幾個問題嗎？
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. 那么誰把全局變量放到內存里去？
答：長期用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？
4. 內存那么大，我怎么知道把"原來存在Flash上的內容"讀到內存的"哪個地址去"？
答：這個地址用"鏈接腳本"決定，在ADS里有scatter文件，KEIL里也有類似的文件。但是，你去研究過嗎？
5. 你說重定位是把程序從Flash復制到內存，那么這個程序可以讀Flash��？
答：是的，要能操作Flash。當然不僅僅是這些，還有設置時鐘讓系統運行得更快等等。

先自問自答到這里吧，bootloader這一個裸板程序，其實有兩部分要點：
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校里學到的，微機原理、數字電路這2本書(書名忘了)就足夠了。但是我懷疑你有無耐心把這2本書看完。我不知道現在有沒有更快捷的書。想速成的話，就先放掉這塊吧，不懂就問GOOGLE、發貼。
另外，芯片手冊是肯定要讀的，別去找中文的，就看英文的。開始是非常痛苦，以后就會發現那些語法、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, 看杜春蕾的吧，里面講有匯編指令，有異常模式、MMU等。也就這3塊內容需要你了解。
程序的基本概念，王道當然是去看編譯原理了�？上�，這類書絕對是天書級別的。勸你若非超級天才還是別去看了。就看我寫的<嵌入式Linux應用開發完全手冊>和第1期視頻吧，別擔心，不用花錢。照著視頻把硬件相關的實驗做了，這些概念就清楚了。我還沒有發現第2套講這些概念的書或視頻，允許我盲目吹噓一回。

對于bootloader，我學習時是先看了，然后自己寫程序把各個硬件的實驗都做了一遍，比如GPIO、時鐘、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應用開發完全手冊>和第1期視頻的章節目錄去學習吧。
二、內核：
想速成的人，先跨過內核的學習，直接學習怎么寫驅動。想成為高手，內核必須深刻了解。注意，我說的是了解，我沒奢望去寫出一個內核。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：
1. 通讀,請看薄的那本(浮燥的社會講求速度, 呵),
2. 選讀, 相了解哪一塊就讀哪一節
三、驅動：
驅動包含兩部分：硬件本身的操作、驅動程序的框架。又是硬件，還是要看得懂原理圖、讀得懂芯片手冊，多練吧。把你手上的開發板所涉及的硬件，都去嘗試寫一個驅動吧。有問題就先"痛苦地思考"，思考的過程中你會把很多不相關的知識串聯起來，最終貫通。
四、根文件系統：
大家有沒有想過這2個問題：
1. 對于Linux做出來的產品，有些用作監控、有些做手機、有些做平板。那么內核啟動后，掛載根文件系統后，應該啟動哪一個應用程序呢？
答：內核不知道也不管應該啟動哪一個用戶程序。它只啟動init這一個應用程序，它對應/sbin/init。顯示，這個應用程序就要讀取配置文件，根據配置文件去啟動用戶程序(監控、手冊界面、平板界面等等)
這個問題提示我們，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. 你寫的hello,world程序，有沒有想過里面用到的printf是誰實現的？
答：這個函數不是你實現的，是庫函數實現的。它運行時，得找到庫。這個問題提示我們，文件系統里還要有庫。

作者: 書白 時間: 2016-11-3 11:38

作者: Donna 時間: 2018-3-16 14:19
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