怎么学习嵌入式linux

时间:2017-07-27 编辑:小静 手机版

  嵌入式 Linux是以Linux为基础的嵌入式作业系统,它被广泛应用在移动电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、消费性电子产品以及航空航天等领域中。以下是小编整理的关于学习嵌入式linux的方法,希望大家认真阅读!

  1. 我们说的驱动,其实并不局限于硬件的操作,还有操作系统的原理、进程的休眠唤醒调度等概念。

  想写出一个好的应用,想比较好的解决应用碰到的问题,这些知识你应该懂

  2. 做应用门槛低,特别是现在的ANDROID,纯JAVA。做应用的发展路径个人认为就是业务纯熟。

  比如在通信行业、IPTV行业、手机行业,你了解行业的需求。所以,当领导的人,多是做应用的。

  3. 做驱动,其实我不想称为“做驱动”,而是想称为“做底层系统”,做好了这是通杀各行业。我工作几年,做过手机、IPTV、会议电视,但是这些产品对我毫无差别,因为我只做底层。他们的业务跟我没关系。

  当应用出现问题,他们解决不了时,我就会从内核角度给他们出主意,给他们提供工具。

  做底层的发展方向,个人认为是技术专家。

  4. 其实,做底层还是做应用,之间并没有一个界线,有底层经验,再去做应用,你会感觉很踏实。

  有了业务经验,你再了解一下底层,很快就可以组成一个团队。

  回到怎么学的问题上。嵌入式Linux底层系统包含哪些东西?不要急,举一个例子你就知道了。

  1. 电脑一开机,那些界面是谁显示的?是BIOS,它做什么?一些自检,然后从硬盘上读入windows,并启动它。

  类似的,这个BIOS对应于嵌入式Linux里的bootloader。这个bootloader要去Flash上读入Linux内核,并启动它。

  2. 启动windows的目的是什么?当然是上网聊天什么的了。这些上网、聊天工具在哪?

  在C盘、D盘上。所以,windows要先识别出C盘、D盘。在Linux下我们称为根文件系统。

  3. windows能识别出C盘、D盘,那么肯定能读写硬盘才行。这涉及的东西称为驱动程序。当然不仅仅是硬盘,还有网卡、USB等等。

  嵌入式Linux能从Flash上读出并执行应用程序,肯定也得有Flash的驱动程序啊,当然也不仅仅是Flash。

  一、bootloader:

  它就是一个稍微复杂的裸板程序。但是要把这裸板程序看懂写好一点都不容易。Windows下好用的工具弱化了我们的编程能力。

  很多人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。你能回答这几个问题吗?

  1.一上电,CPU从哪里取指令执行?

  答:一般从Flash上指令。

  2.但是Flash一般是只能读不能直接写的,如果我用到全局变量,这些全局变量在哪里?

  答:全局变量应该在内存里

  3.那么谁把全局变量放到内存里去?

  答:长期用ADS、KEIL的朋友,你能回答吗?这需要"重定位"。在ADS或KEIL里,重定位的代码是制作这些工具的公司帮你写好了。

  你可曾去阅读过?

  4.内存那么大,我怎么知道把"原来存在Flash上的内容"读到内存的"哪个地址去"?

  答:这个地址用"链接脚本"决定,在ADS里有scatter文件,KEIL里也有类似的文件。但是,你去研究过吗?

  5.你说重定位是把程序从Flash复制到内存,那么这个程序可以读Flash啊?

  答:是的,要能操作Flash。当然不仅仅是这些,还有设置时钟让系统运行得更快等等。

  先自问自答到这里吧,bootloader这一个裸板程序,其实有3部分要点:

  1.对硬件的操作

  2.对ARM体系处理器的了解

  3.程序的基本概念:重定位、栈、代码段数据段BSS段什么的。

  对硬件的操作,需要看原理图、芯片手册。这需要一定的硬件知识,不求你能设计硬件,但是至少能看懂;不求能看懂模拟电路,但是要能看懂数字电路。这方面的能力我是在学校里学到的,微机原理、数字电路这2本书(书名忘了)就足够了。但是我怀疑你有无耐心把这2本书看完。我不知道现在有没有更快捷的书。想速成的话,就先放掉这块吧,不懂就问GOOGLE、发贴。

  另外,芯片手册是肯定要读的,别去找中文的,就看英文的。开始是非常痛苦,以后就会发现那些语法、词汇一旦熟悉后,读任何芯片手册都很容易。

  对ARM体系处理器的了解,看杜春蕾的吧,里面讲有汇编指令,有异常模式、MMU等。也就这3块内容需要你了解。

  程序的基本概念,王道当然是去看编译原理了。可惜,这类书绝对是天书级别的。劝你若非超级天才还是别去看了。就看我写的<嵌入式Linux应用开发完全手册>和第1期视频吧,别担心,不用花钱。照着视频把硬件相关的实验做了,这些概念就清楚了。我还没有发现第2套讲这些概念的书或视频,允许我盲目吹嘘一回。

  对于bootloader,我学习时是先看了,然后自己写程序把各个硬件的实验都做了一遍,比如GPIO、时钟、SDRAM、UART、NAND。把它们都弄清楚了,组台在一起就很容易看懂u-boot了。

  总结一下,看懂硬件原理图、看芯片手册,这需要你自己去找资料。剩下的,就按<嵌入式Linux应用开发完全手册>和第1期视频的章节目录去学习吧。

  二、内核:

  想速成的人,先跨过内核的学习,直接学习怎么写驱动。

  想成为高手,内核必须深刻了解。注意,我说的是了解,我没奢望去写出一个内核。

  要对里面的调度机制、内存管理机制、文件管理机制等等有所了解。

  推荐两本书:

  1.通读,请看薄的那本(浮燥的社会讲求速度,呵),

  2.选读,想了解哪一块就读哪一节

  三、驱动:

  驱动包含两部分:硬件本身的操作、驱动程序的框架。

  又是硬件,还是要看得懂原理图、读得懂芯片手册,多练吧。

  说到驱动框架,有一些书介绍一下。LDD3,即,老外写的那本,里面介绍了不少概念,值得一读。但是,它的作用也就限于介绍概念了。我基本上是入门之前用它来熟悉一下概念,入门后就扔掉了。

  驱动方面比较全的介绍,应该是宋宝华的了,老实说我只看过目录,有不少人说好,这里推荐一下。

  要想深入了解某一块,绝对是超5星级推荐。你别指望把它读完,1800多页,上下两册呢。我是某一块不清楚时,就去翻一下它。任何一部分,这书都可以讲上2、3百页,非常详细。并且是以某个目标来带你分析内核源码。它以linux2.4为例,但是原理相通,同样适用于其它版本的linux。

  四、根文件系统:

  大家有没有想过这2个问题:

  1.对于Linux做出来的产品,有些用作监控、有些做手机、有些做平板。那么内核启动后,挂载根文件系统后,应该启动哪一个应用程序呢?

  答:内核不知道也不管应该启动哪一个用户程序。它只启动init这一个应用程序,它对应/sbin/init。

  显然,这个应用程序就要读取配置文件,根据配置文件去启动用户程序(监控、手册界面、平板界面等等)

  这个问题提示我们,文件系统的内容是有一些约定的,比如要有/sbin/init,要有配置文件

  2.你写的hello,world程序,有没有想过里面用到的printf是谁实现的?

  答:这个函数不是你实现的,是库函数实现的。它运行时,得找到库。

  这个问题提示我们,文件系统里还要有库。

  简单的自问自答到这里,要想深入了解,可以看一下busybox的init.c,就可以知道init进程做的事情了。

  当然,也可以看<嵌入式Linux应用开发完全手册>里构建根文件系统那章。

  说一下我的学习经历吧。

  1. 我在学校时读的是物理电子专业,其实课程里没有教怎么设计电路,只是教了些电子电路方面的知识。PCB的设计是在实验室里自学的,只设计过2层板,现在忘记得差不多了。但是保留了看原理图、看芯片手册的能力。

  2. 选修了软件学位,对软件设计挺感兴趣,但是也只是学了C语言、数据库而已。凭着兴趣做了不少竞赛题。没能力去参加竞赛,但是把C语言练得很扎实。

  3. 在实验室、在第1家公司,就是设计些简单的PCI卡,写一下windows的驱动程序

  4. 在第2家公司,用51单片机做车载电话,开始走上纯软件的道路。

  5. 开始感到单片机的不足,辞职半年闭门学Linux,从redhat怎么操作开始。步骤就是先看,再自己写裸板程序操作硬件,接着到分析u-boot。同时看,对LINUX框架有所了解。

  在写裸板时,建议各位加强对中断的理解,内核就是用中断来完成各种功能的。

  6. 分析完u-boot,就开始进行简单的驱动编程了,这时候,能力还很弱。

  7. 开始去中兴上班,工作2年,编写各类驱动、解决各类问题(驱动问题、帮助定位应用问题),能力得到煅炼。

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