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怎么學習嵌入式linux
嵌入式 Linux是以Linux為基礎的嵌入式作業系統,它被廣泛應用在移動電話、個人數字助理(PDA)、媒體播放器、消費性電子產品以及航空航天等領域中。以下是小編整理的關于學習嵌入式linux的方法,希望大家認真閱讀!
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。
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。
先自問自答到這里吧,bootloader這一個裸板程序,其實有3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。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,想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。
說到驅動框架,有一些書介紹一下。LDD3,即,老外寫的那本,里面介紹了不少概念,值得一讀。但是,它的作用也就限于介紹概念了。我基本上是入門之前用它來熟悉一下概念,入門后就扔掉了。
驅動方面比較全的介紹,應該是宋寶華的了,老實說我只看過目錄,有不少人說好,這里推薦一下。
要想深入了解某一塊,絕對是超5星級推薦。你別指望把它讀完,1800多頁,上下兩冊呢。我是某一塊不清楚時,就去翻一下它。任何一部分,這書都可以講上2、3百頁,非常詳細。并且是以某個目標來帶你分析內核源碼。它以linux2.4為例,但是原理相通,同樣適用于其它版本的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。
簡單的自問自答到這里,要想深入了解,可以看一下busybox的init.c,就可以知道init進程做的事情了。
當然,也可以看<嵌入式Linux應用開發完全手冊>里構建根文件系統那章。
說一下我的學習經歷吧。
1. 我在學校時讀的是物理電子專業,其實課程里沒有教怎么設計電路,只是教了些電子電路方面的知識。PCB的設計是在實驗室里自學的,只設計過2層板,現在忘記得差不多了。但是保留了看原理圖、看芯片手冊的能力。
2. 選修了軟件學位,對軟件設計挺感興趣,但是也只是學了C語言、數據庫而已。憑著興趣做了不少競賽題。沒能力去參加競賽,但是把C語言練得很扎實。
3. 在實驗室、在第1家公司,就是設計些簡單的PCI卡,寫一下windows的驅動程序
4. 在第2家公司,用51單片機做車載電話,開始走上純軟件的道路。
5. 開始感到單片機的不足,辭職半年閉門學Linux,從redhat怎么操作開始。步驟就是先看,再自己寫裸板程序操作硬件,接著到分析u-boot。同時看,對LINUX框架有所了解。
在寫裸板時,建議各位加強對中斷的理解,內核就是用中斷來完成各種功能的。
6. 分析完u-boot,就開始進行簡單的驅動編程了,這時候,能力還很弱。
7. 開始去中興上班,工作2年,編寫各類驅動、解決各類問題(驅動問題、幫助定位應用問題),能力得到煅煉。
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