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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(lèi)、控件的。
如果你的目的是想學(xué)習(xí)底層系統(tǒng),這是我的專(zhuān)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(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?。他們的業(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。 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(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?。?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
3. 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
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
2. 選讀
4. 驅(qū)動(dòng)方面比較全的介紹,應(yīng)該是宋寶華的
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(hù)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(hù)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。
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red hat怎么操作開(kāi)始。步驟就是先看
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。 總結(jié)一下要看的書(shū):
1. 硬件方面的書(shū): 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(shū):
<嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)>
作者BY 浪花 ? ?
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