熟練掌握C/C++，熟悉Linux/Windows操作系統(tǒng)，對(duì)于OS的軟、硬件資源的分配、任務(wù)調(diào)度，控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)有較深的研究。熟悉TCP/IP及無線網(wǎng)絡(luò)（Zigbee、Wi-Fi、藍(lán)牙、2/3/4G）協(xié)議，熟悉TCP/IP、USB、串口、SPI協(xié)議的處理；行業(yè)的需求帶動(dòng)人才的發(fā)展，越來越多的人選擇嵌入式技術(shù)，今天我們來談?wù)勄度胧絃inux的入門。

一、系統(tǒng)環(huán)境

1、環(huán)境搭建

開發(fā)嵌入式需要大量輔助軟件，一般來說，我們是在電腦上開發(fā)好程序，然后通過某些方式將程序下載到開發(fā)板上運(yùn)行。按這個(gè)順序列出一些我認(rèn)為必須的：

Linux系統(tǒng)：主要作為程序開發(fā)的系統(tǒng)，選擇多人使用并資源豐富的版本，建議ubuntu或fedora，目前我使用ubuntu。可以使用在虛擬機(jī)或物理機(jī)上。

虛擬機(jī)：有條件的推薦使用物理機(jī)安裝，但一般經(jīng)常使用vmware這類虛擬機(jī)軟件，通過這個(gè)軟件安裝ubuntu系統(tǒng)，然后設(shè)置共享。然后在這個(gè)系統(tǒng)上交叉編譯。

共享方式：有的人喜歡用vmware自帶共享功能，有的人喜歡用samba共享。個(gè)人建議在ubuntu中設(shè)置samba共享，這樣可以在windows上將ubuntu共享目錄映射成為其中一個(gè)盤符，這樣做，就可以在windows下操作linux系統(tǒng)的目錄、文件了，不過前提是需要網(wǎng)絡(luò)性能良好。另一種常見的共享方式是nfs，多用于主機(jī)和開發(fā)板之間的文件傳輸。

開發(fā)IDE：有的人建議在linux系統(tǒng)中用vim或emacs，但作為初學(xué)者入門，不要如此，使用vim、emacs學(xué)習(xí)成本高，而會(huì)打擊積極性。在samba共享情況下，建議使用Notepad++、source insight進(jìn)行代碼編譯。

交叉編譯：交叉編譯是嵌入式一個(gè)很重要的概念。由于我們編譯的程序是在開發(fā)板（開發(fā)板又稱目標(biāo)板）上運(yùn)行的，但開發(fā)板又沒有環(huán)境進(jìn)行編譯，所以帶出“交叉編譯”概念。即在一臺(tái)linux主機(jī)系統(tǒng)上使用交叉編譯器對(duì)代碼進(jìn)行編譯，但編譯得到的二進(jìn)制文件無法在該主機(jī)運(yùn)行，只能在開發(fā)板上運(yùn)行。不同的板子使用的交叉編譯器不同。一般使用商家自帶的交叉編譯器。

下載手段：根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，可以用jtag燒錄器下載程序(適用如u-boot開發(fā))。可以使用tftp方式下載程序(適用kernel開發(fā))。在開發(fā)板系統(tǒng)啟動(dòng)后且網(wǎng)絡(luò)正常情況下，可以使用tftp下載、nfs拷貝等方式進(jìn)行調(diào)試(適用于應(yīng)用層程序開發(fā))。

另外對(duì)于USB轉(zhuǎn)串口線、網(wǎng)絡(luò)這類的東西，就不一一詳細(xì)說明了。

掌握程度：不同人使用的開發(fā)環(huán)境不盡相同。原則上只要是自己熟悉的環(huán)境就可以了，以提高開發(fā)效率為準(zhǔn)則。

推薦軟件：vmware、notepad++、source insight、tftpd32(均為windows系統(tǒng)軟件)。

2、系統(tǒng)使用

工欲善其事，必先利其器。系統(tǒng)環(huán)境使用熟悉程度越高，越能提高開發(fā)速度。舉個(gè)例了，曾經(jīng)遇到過別人在設(shè)備上調(diào)試應(yīng)用程序，步驟是：編碼、編譯、制作軟件包、用工具升級(jí)軟件包到設(shè)備上，設(shè)備上電看效果。這一系列步驟中，制作包、升級(jí)軟件包耗時(shí)很長(zhǎng)，對(duì)于調(diào)試十分不利。如果使用NFS，時(shí)間能省至少三分之二。所以說，環(huán)境的熟悉是十分重要和必要的。

這里主要針對(duì)Linux系統(tǒng)，對(duì)于入門者而言，Linux系統(tǒng)的使用是一個(gè)大坎。但要知道，嵌入式開發(fā)是離不開linux系統(tǒng)的，是必須學(xué)的。目前網(wǎng)絡(luò)資料十分廣泛，幾乎遇到的問題都在找到答案，但質(zhì)量往往良莠不齊，有些甚至?xí)`導(dǎo)人。因此，建議一邊學(xué)一邊做筆記，把自己的疑問、心得、步驟都記錄下來（比如，記錄第1小節(jié)提到的nfs、samba服務(wù)安裝的步驟）。

如果時(shí)間允許，最好找書本來學(xué)習(xí)，邊看書邊敲命令。因?yàn)闀榻B比較系統(tǒng)，有利于了解全貌，再逐個(gè)知識(shí)點(diǎn)深入，做到胸有成竹。下面列一下需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。

1、掌握常用命令。必須要學(xué)的命令不多，像查看文件、拷貝文件、創(chuàng)建文件、查找文件、顯示日期、查看/修改IP，等等。這些常用命令只要使用次數(shù)多了，就能熟練掌握。具體的自行搜索。

2、掌握軟件安裝步驟。一般linux系統(tǒng)發(fā)行版自帶有安裝工具，如unbutu，在聯(lián)網(wǎng)情況下直接輸入命令apt-get install tool-name，就能安裝了。

3、編譯源碼方式安裝軟件。有些工具提供源碼需要自己進(jìn)行編譯(比如要在開發(fā)板上運(yùn)行的程序，則無法通過apt-get來安裝，需要交叉編譯)。linux編譯一般有三個(gè)步驟：

l配置：./configure

l編譯：make

l安裝：make install。

這個(gè)知識(shí)點(diǎn)請(qǐng)大家自行百度吧，這里由于篇幅原因就不細(xì)說了。

4、了解linux文件系統(tǒng)、目錄結(jié)構(gòu)、設(shè)備文件。如根目錄名稱是“/”，配置文件一般位于/etc目錄，運(yùn)行程序一般位于/bin、/sbin、/usr/bin、/usr/sbin，等等。因?yàn)榍度胧缴婕暗礁募到y(tǒng)概念，因而需要對(duì)linux目錄結(jié)構(gòu)有了解。如果感興趣，可以去搜索一下LFS。

5、學(xué)習(xí)IO重定向、管道概念，學(xué)習(xí)并會(huì)寫簡(jiǎn)單shell腳本。

6、學(xué)習(xí)編輯器vi的簡(jiǎn)單使用(因?yàn)橛行┣闆r下只有這個(gè)編輯器可用)、編譯器gcc用法、Makefile知識(shí)、gdb調(diào)試。(此項(xiàng)針對(duì)開發(fā)而言)

學(xué)習(xí)建議：

1、看書、網(wǎng)絡(luò)搜索

2、學(xué)會(huì)man命令(這是linux內(nèi)置的幫助命令，比如要了解cp命令的用法，則輸入man cp)

3、記錄筆記

二、應(yīng)用層

1、C/C++語言

C/C++語言本身與具體平臺(tái)相關(guān)不大，但必須結(jié)合具體環(huán)境平臺(tái)才能展現(xiàn)其作用。比如，MFC使用C/C++，QT也使用C/C++，Linux內(nèi)核中使用C，單片機(jī)使用C，等等。環(huán)境不同，其側(cè)重點(diǎn)不同。在學(xué)校里學(xué)習(xí)C/C++語法，考完試，卻沒有結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目編程，就有人糾結(jié)學(xué)了C/C++不懂能做什么。只有真正在某一領(lǐng)域使用了C語言，它才是一個(gè)可以看得見、摸得著的東西，而不再是抽象的。

這里結(jié)合Linux系統(tǒng)，列舉出一些要掌握、學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。

1、linux系統(tǒng)編程基本概念：Makefile、gcc、gdb。

2、文件IO操作。

3、進(jìn)程控制、進(jìn)程間通信、多線程操作

4、信號(hào)處理

5、網(wǎng)絡(luò)編程

6、串口編程

另外也列舉C/C++語言的學(xué)習(xí)點(diǎn)：

1、標(biāo)準(zhǔn)庫

輸入輸出（fprintf、sscanf）、文件操作（fopen、fclose）、字符類操作(isalpha、islower)、字符串操作(strcpy、strcmp、memcpy)、信號(hào)處理(signal)、日期時(shí)間(mktime、ctime)

2、C++ STL

向量vector、隊(duì)列queue、棧stack、列表list。

推薦網(wǎng)站：http://www.cplusplus.com/reference/

下面列出一些我認(rèn)為較好的書籍。每種類型的書籍應(yīng)用場(chǎng)合不同，按需求學(xué)習(xí)。——不僅嵌入式Linux領(lǐng)域，其它很多領(lǐng)域同時(shí)需要C，因而要提高C技能。

入門篇：

《Linux C 編程一站式學(xué)習(xí)》

《Linux C從入門到精通》

《Linux C編程從初學(xué)到精通》

《Linux C編程實(shí)戰(zhàn)》

《嵌入式linux應(yīng)用開發(fā)完全手冊(cè)》 (該書對(duì)嵌入式Linux開發(fā)整體都有講述，一書以看窺全貌，入門適用)

學(xué)習(xí)路線：

環(huán)境：安裝虛擬機(jī)linux，配置好samba，有windows下用notepad++編寫代碼，然后在命令行使用gcc編譯并運(yùn)行。像ubuntu安裝必要開發(fā)工具sudo apt-get install build-essential 這類的知識(shí)點(diǎn)本文就不涉及了。

實(shí)踐：首先了解linux下gcc編譯基本概念，然后逐個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。以上每點(diǎn)均是一個(gè)知識(shí)塊，需要手動(dòng)寫代碼。建議在github上建立倉(cāng)庫，形成自己的代碼庫，方便日后使用。

2、版本控制

版本控制可以提高開發(fā)效率，目前很多公司使用svn或git進(jìn)行代碼管理，很多開源項(xiàng)目——包括kernel，都使用git來管理。對(duì)于不涉密的代碼，推薦使用github托管，而不便公開的代碼，可以在bitbucket上托管。養(yǎng)成保存代碼的習(xí)慣很重要。筆者很多年前沒有代碼托管意識(shí)，一次電腦被偷，導(dǎo)致很多代碼消失了，如今想找也想不回來了。

版本控制學(xué)習(xí)成本不大，無非創(chuàng)建倉(cāng)庫、提交代碼這些過程，結(jié)合日常編碼練習(xí)，慢慢熟悉掌握即可。

3、腳本

Linux系統(tǒng)的腳本語言有很多，使用場(chǎng)合也不同，主要目的是提高開發(fā)效率。比如：在shell腳本中完成代碼的編譯并拷貝到nfs共享目錄(或tftp服務(wù)目錄)。這樣只需要執(zhí)行腳本就完成多項(xiàng)工作，節(jié)省很多時(shí)間。

4、界面開發(fā)

界面開發(fā)不是筆者強(qiáng)項(xiàng)，就寫一寫筆者的經(jīng)歷。筆者接觸過的界面開發(fā)有QT、SDL、MFC。這些都是作為工具而存在的，不是專門研究，都是工作需要時(shí)再去學(xué)習(xí)，邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐。

比如，做一個(gè)視頻采集的軟件，使用了SDL進(jìn)行顯示。

比如，為了顯示YUV格式的文件，使用MFC編寫一個(gè)播放器。

5、其它書籍推薦

內(nèi)功修煉篇：

《程序員的自我修養(yǎng)——鏈接、裝載與庫》(偏底層的人建議看看)

《高效程序員的45個(gè)習(xí)慣敏捷開發(fā)修煉之道》

《高質(zhì)量程序設(shè)計(jì)指南》(建議看看，工作中編寫代碼一定要注意編碼規(guī)范，否則維護(hù)難度太大)

《Linux開發(fā)工具箱：項(xiàng)目開發(fā)的最有效途徑》(對(duì)應(yīng)英文版本《The Linux Programmer's Toolbox》，網(wǎng)絡(luò)有資源)

（注：入門級(jí)別書籍不建議購(gòu)買，通過網(wǎng)絡(luò)資源或去圖書館借書等手段來學(xué)習(xí)就行了。當(dāng)然經(jīng)濟(jì)條件允許的除外）

三、底層

這里說的底層包括三大方面，這三大方面缺一不可。

bootloader：作為上電運(yùn)行的第一個(gè)程序，負(fù)責(zé)最原始的初始化操作，初始化芯片、初始化內(nèi)存、初始化IO復(fù)用，讀取內(nèi)核代碼并將控制權(quán)移交到內(nèi)核，從而完成使命。

kernel：提供基本的運(yùn)行環(huán)境，提供外設(shè)操作控制接口。

rootfs：向用詞(應(yīng)用層)提供基本操作環(huán)境，包括命令行、程序庫等。

1、bootloader（啟動(dòng)裝載程序）

嵌入式Linux常見的bootloader是u-boot，而X86領(lǐng)域中一般稱為BIOS。u-boot的學(xué)習(xí)沒有捷徑，最好是在有ARM開發(fā)板情況下進(jìn)行研究，通過打印信息的方法跟蹤其流程。但是，看懂u-boot代碼需要電路基本知識(shí)、芯片手冊(cè)知識(shí)等等。這些知識(shí)，同樣適用于內(nèi)核驅(qū)動(dòng)的開發(fā)。

首先要建立的是整體概念和認(rèn)識(shí)。建議先把廠商提供的u-boot源碼編譯通過，并下載到開發(fā)板上看到正常結(jié)果后，再用串口打印信息搜索代碼，以了解u-boot的代碼流程。然后再慢慢研究。如果bootloader不是學(xué)習(xí)重點(diǎn)，在有一定概念前提下就可以跳過到內(nèi)核驅(qū)動(dòng)層了，不過就筆者經(jīng)驗(yàn)來看，bootloader和內(nèi)核關(guān)系十分密切且部分代碼是相通的。

一般初始化的代碼是匯編代碼，對(duì)于入門者而言，初學(xué)階段不用追究，等有一定基礎(chǔ)后再回頭研究也不晚。

2、kernel(內(nèi)核)

內(nèi)核是比較大的一塊，涉及內(nèi)容十分多。作為入門者，與u-boot類似，首先要建立的整體概念。先把廠商提供的內(nèi)核源碼編譯通過，并下載到開發(fā)板上，串口會(huì)打印很多啟動(dòng)信息，這些啟動(dòng)信息能幫助我們學(xué)習(xí)內(nèi)核，自己也可以在內(nèi)核中打印語句，以了解其流程。

每一個(gè)平臺(tái)芯片不同，外設(shè)不同，內(nèi)核均不同，需要進(jìn)行移植。所謂的“移植”，就是找到合適的驅(qū)動(dòng)，修改適應(yīng)到該平臺(tái)的過程。比如，某平臺(tái)使用2個(gè)LCD屏，一個(gè)是3.5寸的，另一個(gè)是4.3寸的，這需要對(duì)內(nèi)核進(jìn)行修改。比如，這個(gè)平臺(tái)使用nand flash是1GB的，另一個(gè)平臺(tái)使用的是512MB的，也需要修改內(nèi)核。其它如EEPROM、電源芯片、網(wǎng)卡，等等，均如此。

內(nèi)核知識(shí)點(diǎn)分2部分，一是kernel本身的知識(shí)點(diǎn)，如內(nèi)存管理機(jī)制(MMU)、時(shí)間管理、同步機(jī)制，等等。二是外設(shè)驅(qū)動(dòng)，如LED燈、GPIO、按鍵。

初學(xué)者建議學(xué)習(xí)：

1、了解內(nèi)核編譯的過程：配置內(nèi)核、編譯uImage。

2、了解platform驅(qū)動(dòng)模型(筆者文章有現(xiàn)成的模板，已經(jīng)應(yīng)用于很多個(gè)平臺(tái)上)。

3、了解一般外設(shè)驅(qū)動(dòng)模型。建議從簡(jiǎn)單的LED、GPIO入門。

高階知識(shí)點(diǎn)：

1、學(xué)習(xí)各種子系統(tǒng)，如MTD、USB、IIC、SPI、RTC、WDT。

2、學(xué)習(xí)內(nèi)核知識(shí)，如延時(shí)隊(duì)列、時(shí)間管理，同步機(jī)制，等等。

3、rootfs(根文件系統(tǒng))

一般情況下，開發(fā)板廠商會(huì)提供根文件系統(tǒng)，如果沒有，則可以自己編譯制作。一般嵌入式Linux使用busybox制作文件系統(tǒng)必要的程序、庫、配置文件。因?yàn)閎usybox編譯出來的內(nèi)容體積小，節(jié)省空間，所以很多ARM開發(fā)板上都是用busybox的。另外還涉及到文件系統(tǒng)格式，像Yaffs2、ramfs、ext4、UBI，等等。

掌握程度：

1、知道系統(tǒng)啟動(dòng)過程涉及到哪些腳本。知道上電啟動(dòng)時(shí)如何添加自己程序啟動(dòng)。

2、了解各目錄功能、存儲(chǔ)哪些文件(如改IP在哪個(gè)配置文件，動(dòng)態(tài)庫在哪些目錄)。

四、其他知識(shí)

1、電路原理圖、datasheet

作為底層開發(fā)人員來說，能看懂硬件原理圖和datasheet是必要的一項(xiàng)技能。

看懂硬件原理圖，就可以知道這個(gè)系統(tǒng)上有什么器件，哪些器件有什么功能，如何連接(使用什么協(xié)議)，提供什么接口。有了這些認(rèn)知后，才會(huì)對(duì)系統(tǒng)有一個(gè)全局整體的認(rèn)識(shí)掌握。對(duì)于開發(fā)人員來說絕對(duì)是有利的。

看懂datasheet，才能知道如何訪問器件，如何操作器件，了解其時(shí)序。

另外，對(duì)于嵌入式經(jīng)常接觸到的如I2C協(xié)議，SPI協(xié)議等等的協(xié)議也要掌握。

掌握程度：不需要像硬件專業(yè)同學(xué)那樣學(xué)習(xí)數(shù)電、模電課程。但起碼掌握上升沿、下降沿的概念，知道高電平、低電平概念，懂得看I2C協(xié)議的時(shí)序圖。懂得如何找到datasheet中關(guān)鍵信息(寄存器說明、時(shí)序圖)。

學(xué)習(xí)路線：碎片時(shí)間多的人，建議在遇到不懂知識(shí)點(diǎn)時(shí)上網(wǎng)搜索學(xué)習(xí)。有條件的建議借書或買來學(xué)習(xí)。

五、入門路線

這里以偏重嵌入式Linux(ARM)驅(qū)動(dòng)開發(fā)為例，給出一條入門的路線。

1、買一款使用廣泛、資料多的ARM開發(fā)板。因?yàn)槭褂玫娜硕啵阌龅降膯栴}別人可能早就遇到并解決了，這樣能省很多時(shí)間，并且提高自信心。可以到某寶上看看板子。因?yàn)槭菍W(xué)習(xí)使用，最好便宜又適用的。

2、使用vmware安裝一個(gè)ubuntu系統(tǒng)。在vmware軟件中設(shè)置物理橋接方式上網(wǎng)。在ubuntu設(shè)置好samba服務(wù)、nfs服務(wù)、tftp服務(wù)。

3、首先自己動(dòng)手親自編譯u-boot、kernel，燒寫到板子上(注：有可能rootfs不提供源碼，而是提供img鏡像文件)。

4、自己修改kernel，并編譯busybox，燒寫到板子，在板子掛載NFS，在虛擬機(jī)交叉編譯一個(gè)Helloworld程序，并在板子上運(yùn)行。

5、根據(jù)興趣，開始搗鼓：u-boot、kernel、應(yīng)用層開發(fā)、QT開發(fā)。

5、選擇自己重點(diǎn)關(guān)注方面，繼續(xù)研究。

這個(gè)路線不一定要嚴(yán)格遵守時(shí)間軸。

六、補(bǔ)充

以上這些項(xiàng)，因不同人的基礎(chǔ)而異。像硬件專業(yè)的同學(xué)，數(shù)電、模電和電路圖已經(jīng)掌握，就要加強(qiáng)C和Linux系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。反之，計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的同學(xué)，就要去學(xué)習(xí)硬件知識(shí)。等等。

對(duì)于書籍，有的可能一下子無法理解，那是因?yàn)楣αΣ坏健Ｓ械目赡苡X得沒有用處，那是因?yàn)檫€沒有涉及此方面。比如，非計(jì)算專業(yè)的人看《編譯原理》，《操作系統(tǒng)原理》，《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》，肯定是看不懂的，而且初學(xué)者也不必要看。又比如，嵌入式有的領(lǐng)域使用到H264編碼、MPEG編碼，802.11、CDMA，如果不是進(jìn)入有關(guān)行業(yè)的，也不必學(xué)習(xí)。另外網(wǎng)上很多人寫的嵌入式入門文章提到0.11內(nèi)核版本、2.4內(nèi)核版本的書，還有離散數(shù)字、算法導(dǎo)論的書，并不是都適用所有人。所以大家一定要量體裁衣，有多大胃口吃多少飯，有多大頭戴多大帽，根據(jù)自己已有的知識(shí)和所處的階段進(jìn)行選擇。

另外要說明的是，很多知識(shí)點(diǎn)是密不可分的，且界線是很模糊的。比如應(yīng)用層和底層。因?yàn)橛袝r(shí)出現(xiàn)問題，并不知道具體哪里的問題，這就需要站在比較高的層面(系統(tǒng)視野)看問題，才會(huì)快速定位并解決問題。建議以某一方面為核心點(diǎn)，另一方面做了解掌握。如果有能力，最好都學(xué)。

一般情況下，嵌入式Linux沒有速成。但可以達(dá)到入門速成，根據(jù)個(gè)人能力，我認(rèn)為大約半個(gè)月~2個(gè)月即可，不過入門后就要不斷學(xué)習(xí)和積累了，——這個(gè)積累，需要精力、時(shí)間的投入。