作為一個新人,怎樣學好嵌入式Linux

作為一個新人,怎樣學好嵌入式Linux

在學習嵌入式Linux之前,肯定要有C語言基礎。彙編基礎有沒有無所謂(就那麼幾條彙編指令,用到了一看就會)。

C語言要學到什麼程度呢?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、輸入數字求和什麼的。

學C語言唯一的方法是多寫程序多練習,編譯出錯沒關係,自己去解決;執行出錯沒關係,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麼,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,那麼你去把C語言、數據結構、JAVA什麼的學好吧。嵌入式應用開發和PC上的

應用開發並沒有什麼特別要注意的。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上的程序開發沒什麼差別。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介面。你學過VC的話,也是要花時間去了解

那些類、控制項的。

如果你的目的是想學習底層系統,這是我的專長,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,並且驅動和應用並不是截然分開的

1. 我們說的驅動,其實並不局限於硬體的操作,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係。

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,之間並沒有一個界線,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。

回到怎麼學的問題上。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,它做什麼?一些自檢,然後從硬碟上讀入windows,並啟動它。

類似的,這個BIOS對應於嵌入式Linux里的bootloader。這個bootloader要去Flash上讀入Linux內核,並啟動它。

2. 啟動windows的目的是什麼?當然是上網聊天什麼的了。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,那麼肯定能讀寫硬碟才行。這涉及的東西稱為驅動程序。當然不僅僅是硬碟,還有網卡、USB等等。

嵌入式Linux能從Flash上讀出並執行應用程序,肯定也得有Flash的驅動程序啊,當然也不僅僅是Flash。

先說到這裡吧,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:

它就是一個稍微複雜的裸板程序。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從哪裡取指令執行?

答:一般從Flash上指令。

2. 但是Flash一般是只能讀不能直接寫的,如果我用到全局變數,這些全局變數在哪裡?

答:全局變數應該在內存里

3. 那麼誰把全局變數放到內存里去?

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,重定位的代碼是製作這些工具的公司幫你寫好了。

你可曾去閱讀過?

4. 內存那麼大,我怎麼知道把"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複製到內存,那麼這個程序可以讀Flash啊?

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。

先自問自答到這裡吧,bootloader這一個裸板程序,其實有3部分要點:

1. 對硬體的操作

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段什麼的。

對硬體的操作,需要看原理圖、晶元手冊。這需要一定的硬體知識,不求你能設計硬體,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,晶元手冊是肯定要讀的,別去找中文的,就看英文的。開始是非常痛苦,以後就會發現那些語法、辭彙一旦熟悉後,

讀任何晶元手冊都很容易。

對ARM體系處理器的了解, 看杜春蕾的<ARM體系架構與編程>吧,裡面講有彙編指令,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。可惜,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。照著視頻把硬體相關的實驗做了,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。

對於bootloader,我學習時是先看了<ARM體系架構與編程>,然後自己寫程序把各個硬體的實驗都做了一遍,比如GPIO、時鐘、

SDRAM、UART、NAND。把它們都弄清楚了,組台在一起就很容易看懂u-boot了

總結一下,看懂硬體原理圖、看晶元手冊,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,直接學習怎麼寫驅動。

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。

要對裡面的調度機制、內存管理機制、文件管理機制等等有所了解。

三、驅動:

驅動包含兩部分:硬體本身的操作、驅動程序的框架。

又是硬體,還是要看得懂原理圖、讀得懂晶元手冊,多練吧。

但是原理相通,同樣適用於其它版本的linux。

四、根文件系統:

大家有沒有想過這2個問題:

1. 對於Linux做出來的產品,有些用作監控、有些做手機、有些做平板。那麼內核啟動後,掛載根文件系統後,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。

顯然,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,有沒有想過裡面用到的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。

簡單的自問自答到這裡,要想深入了解,可以看一下busybox的init.c,就可以知道init進程做的事情了.

說一下我的學習經歷吧。

我是一個大學生,就讀於一個普通一本學校電子科學與技術專業,我是一個比較平凡的人,體育渣的很,學習成績處於中等偏上(在大學中,考試你懂得),從小對計算機就有比較濃厚的興趣,

為什麼這麼說呢?小學6年級已經在看教程學配置灰鴿子了,當時網上免費資源是比較多,但是零零散散,不成體系,我看視頻的熱情一開始也是比較高漲的,一天坐在電腦面前8個小時以上,

但是這並沒有什麼卵用,越看越覺得雲里霧裡,不知所云,後面也就不了了之了。

高考報志願的時候,我的想法是想報計算機的,但是家裡人說計算機市場要飽和了,以後出來都找不到工作了,於是乎就報了電子類的專業。對於這個專業,

其實我是又愛又恨的,在我們學校這個專業偏向於射頻方向,說起來是很有前途的,但是我對此並不感冒,對於敲代碼覺得還是樂趣多一點。班導師這(技術交流QQ群397164505)樣對我們說:現在做電子的就兩個方向值錢,射頻和嵌入式。

我現在是深以為然呀,什麼叫值錢?就是你可以干別人幹不了的事兒,別人難以在很短時間超越你的事兒。這樣才能做到「越老越吃香」。

當初大一小菜鳥,並沒有什麼感覺,大一的時候,輔導員囑咐我們多參加競賽,以後不管是考研還是找工作都比較有優勢,當初學校比較火的是數模和電子,由於我是小菜鳥,並沒有電子類的專業知識,當初參加了學校的電子設計大賽,大一組的就是焊接,考焊功,然而沒啥經驗的我弄的一塌胡亂塗。於是轉向數模,數模倒是遍地開花,大一就斬獲了兩個數模的校獎,大一暑假去參加全國大學生數模又得了市級一等獎。但是後面細思恐極,參加了數模我到底學會了什麼?這對未來有什麼用呢?我負責的是編程,操作matalb,其實也就是簡單的編程,我覺得換一個人稍微學幾個小時都能搞定,價值真的不大。細細考慮後,決定調回電子這個坑,由於我都是負責編程,做電子比賽的時候我也是負責編程,記得當初肉疼買了個郭天祥的板子,學了一個暑假的51,其實覺得挺有意思的,點亮第一個小燈的時候我有種人生轉折點的感覺,大二下學期的時候偶然的機會發現了《朱老師物聯網大講堂》,看了裡面的一些免費視頻,然後再買的,真的是如獲至寶,就算到如今我也是這麼認為,雖然收費,而且也不貴,負擔得起,但是成體系,補基礎,很多人生哲理對我也很有啟迪


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