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  • 学习嵌入式Linux之前,肯定要有C语言基础。C语言要学到什么程度呢?越熟当然越好,不熟的话也要具备基本技能。下面来一一说明
  • 学习掌握嵌入Linux的开发与移植现在非常流行。各种学习文章与培训班,充斥书店街头。本文给出了几点学习嵌入式Linux几点非常实用的建议。
  • 随着最近几年的嵌入式Linux行业的迅猛发展,嵌入式Linux人才的紧缺,越来越多的人向Linux行业靠拢,但是由于嵌入式Linux入门门槛有点高,所以让很多人...作为一个过来人谈一下我对学习嵌入式linux开发的一点建议
  • 如何学习嵌入式Linux_韦东山

    万次阅读 多人点赞 2020-05-13 16:30:07
    从事嵌入式Linux培训12年来,我们写过很多《关于如何学习linux》的文章,这是最新的,本文将不断更新。 第1章 单片机和Linux的区别 1.1 有哪些产品使用单片机或Linux 所有的电子产品,所用技术都可以认为要么是...

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    版本日期作者说明
    V12020韦东山适用于嵌入式Linux初学者

    我在100ASK_IMX6ULL售后群里,发现很多初学者只有单片机基础,甚至没有单片机基础。在学习Linux时,对很多概念比较陌生,导致不知道学什么,也不知道学了之后有什么用。

    从事嵌入式Linux培训12年来,我们写过很多《关于如何学习linux》的文章,这是最新的,本文将不断更新。

    第1章 单片机和Linux的区别

    1.1 有哪些产品使用单片机或Linux

    • 所有的电子产品,所用技术都可以认为要么是单片机,要么是Linux;GUI方面主要是QT/Android,它们都是运行于Linux之上的。
    • 也许你不服!不是还有ucos、vxwork、wince、IOS吗?下面这个图是关于操作系统的占比,是2016年的,我没找到更新的图,但是很有参考意义:
    • 我们说的单片机不使用操作系统,在上图中没有体现出来。但是使用单片机设备肯定远远超过Linux。很多人也是先学习单片机,从单片机进入电子工程师行业
    • 日常生活中,有哪些产品使用单片机、Linux呢?下面举一些例子:
      在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述
    • 我们设计一个产品时,是使用单片机还是Linux,取决于成本:硬件成本、软件成本、维护成本、升级成本。而不应该根据个人偏好来选择:我喜欢单片机,所以就排斥使用Linux;我喜欢Linux,就排斥使用单片机。为了有更多的选择,我们需要既懂单片机,又懂Linux。

    1.2 在硬件操作上单片机和Linux是类似的

    • 以点灯为例,
      无论是单片机还是Linux,我们要做的事情都一样:
    1. 看原理图,确定引脚是哪一个,确定它输出什么电平才可以
    2. 看芯片手册,确定要怎么操作寄存器
    3. 写程序

    但是,怎么编写程序,单片机和Linux有很大不同。

    1.3 在单片机中点灯、使用LCD

    • 使用单片机开发程序时,我们一上来就写一个main函数,下面是一些简化的代码:
      在这里插入图片描述
    • LED程序里面的init_led、led_on、led_off函数是你一个人写的,爱取什么名就取什么名,爱怎么写就怎么写。
    • LCD程序里的函数也是你写的,完全是自由发挥。
    • 很多单片机项目不是很复杂,2、3个人从上到下统统搞定,里面的函数大多时间是直接去读写寄存器。
    • 很多单片机项目严重依赖于硬件,换一个芯片后怎么办?重写一套代码呗。
    • 在单片机程序里,没有应用程序、驱动程序的概念,很可能一个人包揽了硬件设计、模块调试(或称之为驱动)、功能开发(或称之为应用)的全部活。

    1.4 在Linux中点灯、使用LCD

    • 在Linux中,不允许应用开发人员直接去操作硬件,比如你想点个灯,不好意思,你无法直接访问寄存器;你需要通过驱动程序来访问寄存器。
    • 为什么?有几大原因:
    1. Linux系统中运行着众多程序,必须保证质量差的程序无法破坏系统
      假设你写的程序比较烂,那我不能让你去随便访问寄存器,把系统搞崩溃了怎么办?你本意是去点灯,但是你看错了寄存器,你把电源关了怎么办?

      所以这些操作硬件的活,还是交给信得过的人来做吧:交给驱动工程师,他既懂硬件又懂软件。

    2. 保证程序的可移植性
      编写应用程序时,大家都使用统一的函数,以后换一个芯片时,应用程序不用变;只需要根据这个接口提供驱动程序就可以了。

    3. 团队协作
      使用Linux系统的项目一般比较大,术业有专攻,一个人不太可能从上到下都全部掌握。比如做人脸识别项目,有擅长做图像处理的,他可不管你要用多少种摄像头,有图像给他就可以。而多种摄像头的硬件操作方法各有不同,这些交给驱动程序工程师。

    • 所以,在Linux中应用程序和驱动程序是分开的。

    • 以LED、LCD程序为例,简化的代码如下:
      在这里插入图片描述

    • 也许你已经大概猜出来了,应用程序怎么调用驱动程序?通过标准的接口:

    1. open
      打开驱动程序。
    2. read/write
      读、写数据。
    3. ioctl
      传入各种参数,获得各种参数。
    4. mmap
      内存映射,比如映射之后,应用程序可以直接读写LCD的显存。
    • 你看!从这些接口里,我们根本看不到寄存器的操作。底层的程序驱动会根据这些调用,去设置寄存器、操作硬件。
    • 所以,我高大上的应用工程师,干嘛苦哈哈地去看原理图、看在片手册、读写寄存器,搞不好还要去调试硬件BUG。这些脏活、累活就交给驱动工程师吧。客户的需求千变万化,我996时间都不够用了。
    • 我上懂软件、下懂硬件的驱动工程师,肯定不能把这么重要的活交给你去做了,把我的系统搞崩溃了怎么办。
    • 开玩笑、开玩笑、开玩笑的,有应用工程师、驱动工程师的优劣之分,大家都是为了做出产品。现在有一个趋势,一个任务从上到下你都需要懂,这就是所谓的全栈工程师。
    • 还是以LED为例,应用程序和驱动程序的协作如下图所示:
    • 在Linux中,“一切皆文件”,要访问某个硬件,也是要打开文件、读写文件。应用程序要根据标准的文件接口:open/read/write/ioctl/mmap等来访问驱动程序。
    • 既然如此,怎么写驱动程序呢?最简单的方法就是:APP要调用open来打开驱动程序,那驱动‘程序里就提供一个xxx_open函数来初始化硬件;APP要调用write来写数据,驱动程序里就提供一个xxx_write函数来接收数据并操作硬件。
    • 用xxx_open、xxx_write来构成一个驱动程序,这就是驱动框架。
    • 怎么实现这些xxx_open、xxx_write函数?我们要做的事情跟单片机是类似的,一样要去看电路图、看芯片手册,然后在这些函数里读写寄存器:这称为硬件操作
    • 所以,Linux驱动程序= 驱动框架 + 硬件操作。
    • 有单片机基础的人,对硬件操作比较熟悉了,把重点放在驱动框架上就可以。
    • 高能预警:驱动框架可不简单,对于LED来说是简单,但是还有更复杂的驱动程序,它要考虑“通用”,这很要命。

    第2章 嵌入式Linux快速入门

    • 这几天在群里跟学员聊天,有一位学员的学习方法很好:先观其广,再究其深。有时候要“不求甚解”,很多时候保持疑问先学下去,这些疑问就自然解决了。
    • 比如课程中涉及汇编知识,如果你要彻底弄清楚,你需要去学习《ARM架构与编程》;当你学完这本书,你的同学搞不好已经可以上手工作了。

    2.1 短期的目标是什么

    • 我们先把学习目标定下来:快速了解嵌入式Linux开发的流程,知道要学什么,具备跟从业者交流的能力。

    2.2 一个嵌入式Linux系统的组成

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    • 下面我们用类比和逻辑推导出嵌入式Linux系统的组成,没错,“推导”。
      从上图可以知道:
    1. 组成
      嵌入式Linux系统
      = bootloader + linux内核 + 根文件系统(里面含有APP)。

    2. bootloader
      它的目的是启动内核,去哪等读内核?读到哪里?去Flash等外设读内核,存到内存里去。所以需要有Flash里外设的驱动能力,为了调试方便还会有网络功能。

      所以,可以认为 booloader = 裸机集合,它就是一个复杂的单片机程序。

    3. Linux内核
      Linux内核的最主要目的是去启动APP,APP保存在哪里?保存在“根文件系统”里。“根文件系统”又保存在哪里?在Flash、SD卡等设备里,甚至可能在网络上。所以Linux内核要有这些Flash、SD卡里设备的驱动能力。

    • 不仅如此,Linux内核还有进程调度能力、内存管理等功能。
    • 所以:Linux内核 = 驱动集合 + 进程调度 + 内存管理等。

    2.3 要学习bootloader吗

    • Bootloader有很多种,常用的叫作u-boot。
    • 在实际工作中,对于u-boot基本上是修修改改,甚至不改。但是u-boot本身是很复杂的,比如为了便于调试,它支持网络功能;有些内核是保存在FAT32分区里,于是它要能解析FAT32分区,读FAT32分区的文件。
    • 花那么多精力去学习u-boot,但是工作中基本用不到,这对初学者很不友善。
    • 所以,对于初学者,我建议:理解u-boot的作用、会使用u-boot的命令,这就可以了
    • 如果你的工作就是修改、完善bootloader,那么再去研究它吧。

    2.4 要学习Linux内核、要学习驱动程序吗

    • 之前我们说过Linux内核 = 驱动集合 + 进程调度 + 内存管理等,如果要学习Linux内核,从驱动程序入手是一个好办法。
    • 但是人人都要学习Linux内核、人人都要学习Linux驱动吗?显然不是。
    • 作为初学者,懂几个简单的驱动程序,有利于工作交流;理解中断、进程、线程的概念,无论是对驱动开发、应用程序开发,都是很有好处的。
    • 所以对于初学者,建议前期只学习这几个驱动:LED、按键、中断。
    1. LED驱动程序
      这是最简单的驱动程序。

    2. 按键驱动程序
      它也比较简单,从它引入“中断”

    3. 中断
      从“中断”它可以引入:休眠-唤醒、进程/线程、POLL机制、异步通知等概念。这些概念无论是对驱动开发,还是对应用开发,都很重要。

    • 所以,对于初学者,我建议必须学习这几个驱动:LED、按键、中断。
    • 入门之后,如果你想从事内核开发、驱动开发,那么可以去钻研几个驱动程序(输入系统、I2C总线、SPI总线等),掌握若干个大型驱动程序后,你对内核的套路就有所了解了,再去研究其他部分(比如进程管理、文件系统)时你会发现套路是如此通用。
    • 摄像头(VL42)、声卡ALSA驱动是Linux中比较复杂的2类驱动,它们是很难的,如果工作与此相关再去研究。

    2.5,要学习Linux应用程序吗?先学一些基础技能

    • 要学,即使以后你只想研究内核,一些基本的应用开发编写能力也是需要的:
    1. 基本设备的访问,比如LCD、输入设备
    2. 进程、线程、进程通信、线程同步与互斥
    3. 休眠-唤醒、POLL机制、信号
    4. 网络编程
    • ①②③部分的知识,跟驱动有密切的关系,它们是相辅相承的。
    • 掌握了基本驱动开发能力、基本应用开发能力之后,在工作中你就可以跟别人友好沟通了,不至于一脸懵逼。

    2.6,应用程序是怎么启动的?要了解一下根文件系统

    • 你辛辛苦苦写出了应用程序,怎么把它放到板子上,让它开机就自动启动?
    • 你写的程序,它依赖于哪些库,这些库放到板子上哪个目录?
    • 怎么做一个可升级的系统?即使升级中途断电了,也要保证程序至少还可以运行老的版本?
    • 这些都需要我们了解一下根文件系统。
    • 先了解一下init进程:它要读取配置文件,根据配置文件启动各个APP。
    • 了解了init进程,你就了解了根文件系统的组成,就可以随心所欲裁剪系统,为你的项目制作出最精简的系统。

    第3章 学习方法

    3.1,先不要打破砂锅问到底

    • 嵌入式涉及的东西太多太杂了,如果心里没有主线,碰到什么都要去研究个透彻,最终反而忘记自己要学什么了。
    • 嵌入式涉及硬件知识、软件知识,软件里涉及汇编、ARM架构、C语言、Makefile、Shell;又分为bootloader、内核、驱动、基本的APP、GUI。
    • 比如我们会用到Makefile,了解它的基本规则,会用我们提供的Makefile就可以。
    • 不需要深入研究那些make函数,因为在工作中都有现成的Makefile给你使用,不需要自己去编写一套Makefile。何必花上好几天去深入研究它呢?
    • 比如我们会用到bootloader,难道又要花上几个月来深入研究u-boot吗?工作中基本不需要改u-boot,会用那几个命令就可以。
    • 甚至有些学员先去买本shell的书来学习shell命令,何必?我们在视频中用到什么命令,你不懂时再去百度一下这些命令就可以了。
    • 不要脱离初学者的主线:应用基础、驱动基础。有了这2个基础后,你想深入研究某部分时,再去花时间吧。

    3.2,思路要清晰,不怕抄代码

    • 视频里的代码,请你一定要自己去写一次、写多次。为什么我现在写驱动那么熟?我2009年在华清远见上课时,
    • 每次上课我都要给学生写一次那些驱动,十几次下来闭着眼睛都知道内核的套路了。
    • 记不住那些函数?我也记不住,我都是去参考同类的驱动程序,这又不是闭卷考试。
    • 但是要理清楚思路,你写这个程序要完成什么功能、怎么实现这些功能?这个要弄清楚。
    • 有了思路后再写代码,不知道怎么写?没关系,看看视频,看看示例,然后关闭视频看看能否自己写出来。

    3.3,对自己的方向很了解,我只能带你到这里了

    • 我的专长是操作系统,是快速地带领大家掌握一些项目开发的基础知识。
    • 如果你决定深入研究某方面时,我并不能带你多久。你要去看源码,去看这方面的专业书籍。
    • 比如想深入钻研内核的内存管理时,它有页表映射(你需要阅读ARM架构的手册)、SLAB分配器、vmalloc/malloc实现、mmap实现、缺页中断、父进程子进程之间的页面管理等等,内容非常多。有时候连书籍都没有,你需要直接啃代码。
    • 当你想从事某个行业时,就需要深入研究行业相关的知识。
    • 比如CAN总线,它可以写成一本书:CAN协议、CAN报文、Socket CAN、车身网络拓扑结构,CAN应用报文,CAN网络管理报文,CAN诊断报文。
    • 想做物联网网关,需要深入研究MQTT,MQTT协议相对简单,但是MQTT英文原版协议有130多页,中文版有近100页,是一本小书了。
    • 每个行业都有自己的业务逻辑,在掌握基本的编程能力之一,你需要结合具体的业务去深入学习。
    展开全文
  • 详细规划了Linux学习路线,及学习方法,该学什么,及怎么学
  • 有些人以为搞嵌入式就是随便找本书看看,在电脑上编几个程序就完事。非也,其实嵌入式的门槛是比较高的。
  • 作为一个新人,怎样学习嵌入式Linux?相信这个问题是大多数新人都会问的,这里面写到了一些嵌入式大佬的学习笔记,和大佬给的学习建议、学习路线,相信对初学者来说会有很大的启发
  • 本人搜集了很长时间才找齐了6本学习Linux的经典书籍,保证清晰,个人学习用。想到学习Linux本来就不容易,加上自己经历了搜集书籍的感受,所以想把书籍分享给大家,祝愿大家都能学会Linux
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  • 作为一个新人,如何学习嵌入式linux
  • 作为一个新人,怎样学习嵌入式Linux?这篇文章就来回答一下
  • 嵌入式开发板(Embedded development board)就是半导体行业分工合作的载体之一,它为开发... 第一,要把握最近的形式,看看什么cpu用的最多,什么cpu最稳定,定位自己的目标有选择的学习嵌入式。学习用现在的44...

     

     

             嵌入式开发板(Embedded development board)就是半导体行业分工合作的载体之一,它为开发产品的厂商提供基本的底层硬件、系统和驱动等资源,使得用户不需要再投入人力和时间来完成这些底层的工作。

     

     

     

    如何选择开发板

      第一,要把握最近的形式,看看什么cpu用的最多,什么cpu最稳定,定位自己的目标有选择的学习嵌入式。学习用现在的4412开发板,i.MX6开发板用的最多,很多的工业上都在用i.MX6。

     

      第二,选择开发板 要注意硬件资源(包括:CPU、ROM、RAM、各种接口)一定要满足自已开发的要求。我们要做到花最少的钱学习最多的东西,这才是我们要实现的目标。或者我们看一下可扩展的接口是否充足。

     

      第三,软件资源对一个初学者来说也是很重要的,因为不同的开发板提供的软件资源差别很大。一般必须包括:嵌入式开发操作系统以及相应的驱动(最好有源代码)、开发工具、调试工具、学习用源代码、底板原理图、有相应的技术支持等等。现在的开发板一般的都可以提供丰富的代码。

    第四,最重要的就是技术支持,初学者在学习嵌入式的时候,可能一个简单的烧写系统的过程可能都要弄好几天(有过这个经历的人一定有同感),所以更别说做开发了。其实初学者遇到的问题在有一些基础的人看来可能是非常容易的一件事情,因为不太清楚其中的原理,所以不知道错在什么地方了。所以有一个技术支持是很重要的,迅为的技术支持是认真的,一线工程师有着几年,十几年的开发相关项目经验,提供千人售后交流群,为大家提供一个嵌入式交流平台。

     

    嵌入式开发板推荐

      想学嵌入式linux的,如果手头不宽裕,推荐迅为的i.MX6ULL终结者学习Linux,如果宽裕的,买个4412开发板,毕竟是四核,不单单可以学习Linux,Android也能学习,资料多,售后尽责。

     

     

     

    嵌入式技术的学习方法:

     

      嵌入式是一门交叉学科,知识体系庞大,主要涉及的知识体系包括:C语言、数字电路基础(单片机)、ARM体系结构、硬件设计(ARM接口技术)、Linuxt系统开发、Linux驱动开发、BootLoader(UBOOT)、QT和C++、Android系统和JAVA。

     

      其中C语言是学习基础,其它也是需要了解的,以及在工作中的不断积累。这里的每一项都相当于大学中的一门课程,甚至更多,我们很多人学着学着就学不动了。某种程序上来说,不是资料少,而是资料太多,太杂。我们一直在思考这个问题,如何找到一种快速的学习方法。

     

      作为资深的嵌入式开发板工程师,在五年前迅为总结并推荐框架学习法,并不断发展,跳出来学习,框架学习法不是追求大而全,而是让思路更清晰,掌握精髓,避免填鸭式。

     

      如系统引导程序UBOOT的学习框架,UBOOT作为一个很重要的程序,是最大的裸机程序,知道点非常多,学习有难度。在这个图上有三个环,最里面是初学者需要掌握的,中间是工程师级在产品开发过程中经常遇到的一些方法,外面是专家级需要掌握的内容。

     

         1.那么如何通过框架来学习呢,第一个需要了解的是BootLoader是首先执行的片外程序,第二需要了解的是BootLoader作用是引导内核,第三个需要了解的是BootLoader和Linux内核之前的关系,第四个编译和烧写及命令,学习完以上四步Uboot就入门啦。

     

     2.工程师工作中常用的,需要了解的是:56789

        3.专家级:系统移植一般工作中用不到,有兴趣可以了解下。

     

     

     

    例如:系统引导程序UBOOT图

     

    框架学习法将会贯穿到嵌入式学习的始终,这样学习会让你思路清晰,少走弯路。

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    迅为:http://topeetboard.com

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    一,确定目标,linux是一个非常非常大的概念。想全部吃透是不可能的。理想的说,搞懂linux,就可以做所有工作。个人更倾向于说想做什么样工作,需要侧重学linux的哪部分。

     

    二,选择开发板

    学习嵌入式离不开开发板,选择一款合适的开发板会让学习事半功倍。对于学习来说嵌入式开发板的选择要看几点。

     

         1.看硬件性能及软件支持情况,是否满足自己的开发要求,Linux学习目前iMX6ULL开发板比较适合,零基础来说学习linux后期打算进一步学习安卓,四核4412开发板是不错的选择。

     

         2.看资料,系统以及相应的驱动是否提供源码、开发工具、调试工具、学习用源代码、底板原理图、及学习教程等。

     

         3.看售后,初学者在学习嵌入式的时候,可能一个简单的烧写系统的过程可能都要弄好几天(有过这个经历的人一定有同感),售后技术指导能少走弯路,提高学习效率。

     

     

    学完可以从事哪方面工作呢,网络应用方向、系统维护方向、驱动开发、嵌入式linux相关工作等。

     

    嵌入式就业前景广阔,保险行业、医疗行业、金融行业、车载导航、智能农业等多种行业均可用到它!

     

    开发板推荐:

    型号

    迅为I.MX6ULL开发板

    迅为iTOP-4412开发板

    处理器

    恩智浦I.MX6ULL单核处理器

     

    三星Exynos4412四核处理器,主频为1.4GHz-1.6GHz

    架构

    ARM Cortex-A7

    ARM Cortex-A9

    系统支持

    Linux-QT系统;Ubuntu core系统;Youcto系统;Buildroot系统;

    Linux-QT5.7/Android 4.0.3 /Android 4.4/Ubuntu12.04操作系统

    学习教程

    2060+页手把手教程(持续更新)

    2300+页手把手教程(持续更新)

    视频教程

    69+期实战视频,含项目实战

    (持续更新)

    300+期配套视频,含项目实战

    (持续更新)

    主要学习内容

    裸机开发,Linux系纺移植,Linux驱动开发,Linux构建文件系统,QT开发,Linux系统编程,Linux系统开发进阶

    安装开发环境 Linux基本命令 Linux应用程序 Linux驱动开发 编译并烧写系统

    Android架构 Android应用程序 Android驱动

     

    迅为I.MX6ULL开发板

     

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    作为一个新人,怎样学习嵌入式Linux

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    作为一个新人,怎样学习嵌入式Linux?被问过太多次,特写这篇文章来回答一下。
    在学习嵌入式Linux之前,肯定要有C语言基础。汇编基础有没有无所谓(就那么几条汇编指令,用到了一看就会)。C语言要学到什么程度呢?越熟当然越好,不熟的话也要具备基本技能。比如写一个数组排序、输入数字求和什么的。学C语言唯一的方法是多写程序多练习,编译出错没关系,自己去解决;执行出错没关系,自己去分析。以前我是用VC来练习C语言的,经常去尝试着写一些C语言竞赛的题目。它们是纯C、纯数学、纯逻辑的题目,不涉及界面这些东西,很适合煅炼你的编程能力。之前开训练营,有学员反馈C语言跟不上,于是周末开了一次C语言提高篇公开课,供大家免费观看。
        
    回到主题,首先我们要明白你的目的是什么,大概来说所谓嵌入式Linux可以分为两部分:底层系统、应用开发。如果你是想做应用开发,那么你去把C语言、数据结构、JAVA什么的学好吧。嵌入式应用开发和PC上的应用开发并没有什么特别要注意的。也许你说在嵌入式上要做些优化,是的,要优化,但是未经优化的程序和PC上的程序开发没什么差别。另外,当你有能力去优化时,你已经不用来问这个问题了。具体到某个例子,比如说开发界面,在PC上我们用VC;在嵌入式Linux里也许我们用QT也许用Android,这个时候你应该去学学QT、Android的编程。但是基础还是C或JAVA,在此基础上去熟悉它们的接口。你学过VC的话,也是要花时间去了解那些类、控件的。
      

    如果你的目的是想学习底层系统,这是我的专长,倒是可以说一点。
    在回答这个问题之前,我先回答:不少人问我,到底是学驱动还是学应用? 


    我只能说凭兴趣,并且驱动和应用并不是截然分开的 


    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。
          
       先说到这里吧,嵌入式LINUX里含有bootloader, 内核, 驱动程序、根文件系统这4大块。

    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,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、bing、baidu。
    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<ARM体系架构与编程>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。就看我录制的<单片机核心—基于IMX6ULL>或<单片机核心—基于STM32MP157>或<单片机核心—基于STM32F103>视频课程吧。三套视频教程,任选一个就行,照着视频把硬件相关的实验做了,这些概念就清楚了。

    对于bootloader,我学习时是先看了<ARM体系架构与编程>,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 <单片机核心>视频课程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<linux内核完全注释>,请看薄的那本(浮燥的社会讲求速度, 呵), 
    2. 选读<Linux内核情景分析>, 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<Linux设备驱动>,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<linux设备驱动开发详解>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,<Linux内核情景分析>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linux 2.4为例,但是原理相通,同样适用于其它版本的linux。

    还有没有其他介绍?

    当然有了,有免费的驱动开发入门和收费的基于IMX6ULLSTM32MP157的Linux驱动大全。

    不仅仅教你怎么写、怎么改驱动,还教你为什么这样写这样改驱动。
    每一个驱动都是现场编写: 
    1. 用绘图板画图讲解──相当于学校里老师在黑板上画图讲解,很直观
       绝对不是对着PPT念。
    2. 用source insight当场写程序,从第1行开始写,每一课都是这样。比如我讲了20多个驱动,就写了20多个程序。
    3. 写完就编译、测试。
    4. 很全面,字符设备驱动、块设备、网卡驱动3大类齐全,硬件介绍、驱动框架分析、测试3大类齐全。


    培训机构里教的内容,远不及这期视频丰富。我在多个培训机构讲过课,从没看到哪个老师敢每一课都当场讲解当场编写代码当场测试,除我之外!也没看到哪个培训机构讲完这些内容──因为时间不够,讲完起码要一个月,但是这部分基本只有2周授课时间。

    把你手上的开发板所涉及的硬件,都去尝试写一个驱动吧。有问题就先"痛苦地思考",思考的过程中你会把很多不相关的知识串联起来,最终贯通。

     

    四、根文件系统和应用:

    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。
    对应应用,我录制有免费的嵌入式Linux应用开发基础 供大家参考学习。

    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red hat怎么操作开始。步骤就是先看<ARM体系架构与编程>,再自己写裸板程序操作硬件,接着到分析u-boot。同时看<linux内核完全注释>,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。

        

        总结一下:

    1. 硬件方面的书: 微机原理、数字电路,高校里的教材。毕业多年,忘名了。
    2. Linux方面的书:
        <ARM体系架构与编程>
        <嵌入式Linux应用开发完全手册>
        <Linux设备驱动>,老外写的那本
        <linux设备驱动开发详解>
        <linux内核完全注释>
        <Linux内核情景分析>

    3.我们开发板配套的资料手册


    4. 视频:
    【第1篇】新学习路线、视频介绍、资料下载、开发板基础操作  【全部免费】

    【第2篇】Linux基本操作【全部免费】

    【第3篇】开发板使用手册【全部免费】

    【第4篇】嵌入式Linux应用开发基础知识【全部免费】

    【第5篇】嵌入式Linux驱动开发基础知识【全部免费】

    嵌入式Linux全新系列教程之驱动大全(基于IMX6ULL开发板)

    嵌入式Linux全新系列教程之驱动大全(基于STM32MP157开发板)


    视频信息请看www.100ask.net, 里面有所有视频和资料下载。

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  • 嵌入式linux 学习

    2019-03-19 10:41:24
    嵌入式linux 开发学习,linux下的uboot,文件系统,驱动介绍。
  • 学习嵌入式linux内核网络栈代码的准备知识(2; 此处主要列举inet协议的初始化过程 static int _init inet_init(void) { struct sk_buff *dummy_skb; struct inet_protocol *p; struct inet_protosw *q; struct list_...
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