做爲一個新人，如何學習嵌入式Linux？

做爲一個新人，如何學習嵌入式Linux？被問過太屢次，特寫這篇文章來回答一下。

    在學習嵌入式Linux以前。確定要有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？越熟固然越好，不熟的話也要具有基本技能。比方寫一個數組排序、輸入數字求和什麼的。學C語言惟一的方法是多敲代碼多練習，編譯出錯不要緊，本身去解決；運行出錯不要緊。本身去分析。曾經我是用VC來練習C語言的。經常去嘗試着寫一些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。很是適合煅煉你的編程能力。
    
    回到主題，首先咱們要明確你的目的是什麼，大概來講所謂嵌入式Linux可以分爲兩部分：底層系統、應用開發。

    假設你是想作應用開發，那麼你去把C語言、JAVA、數據結構什麼的學好吧。嵌入式應用開發和PC上的應用開發並無什麼特別要注意的。或許你說在嵌入式上要作些優化，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區別。

另外，當你有能力去優化時。你已經不用來問這個問題了。詳細到某個樣例，比方說開發界面，在PC上咱們用VC；在嵌入式Linux裏或許咱們用QT或許用Android，這個時候你應該去學學QT、Android的編程。

但是基礎仍是C或JAVA。在此基礎上去熟悉它們的接口。

你學過VC的話，也是要花時間去了解那些類、控件的。
    假設你的目的是想學習底層系統，這是個人專長，卻是可以說一點。
    在回答這個問題以前。我先回答：很多人問我。到底是學驅動仍是學應用？
    我僅僅能說憑興趣，並且驅動和應用並不是截然分開的。

1.  咱們說的驅動。事實上並不侷限於硬件的操做。還有操做系統的原理、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.  作應用門檻低，特別是現在的ANDROID，純JAVA。作應用的發展路徑我的以爲就是業務純熟。比方在通訊行業、IPTV行業、手機行業，你瞭解行業的需求。因此。當領導的人，可能是作應用出身的。

3.  作驅動，事實上我不想稱爲「作驅動」，而是想稱爲「作底層系統」，作好了這是通殺各行業。

我工做幾年，作過手機、IPTV、會議電視。但是這些產品對我毫無區別。因爲我僅僅作底層。他們的業務跟我不要緊。當應用出現故障。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。作底層的發展方向，我的以爲是技術專家。
4.  事實上，作底層仍是作應用，之間並無一個界線。有底層經驗，再去作應用。你會感受很是踏實。有了業務經驗，你再瞭解一下底層，很是快就可以組成一個團隊。
  
    回到怎麼學的問題上。

嵌入式Linux底層系統包括哪些東西？不要急。舉一個樣例你就知道了。
1.  電腦一開機，那些界面是誰顯示的？是BIOS，它作什麼？一些自檢，而後從硬盤上讀入windows，並啓動它。

相似的，這個BIOS相應於嵌入式Linux裏的bootloader。這個bootloader要去Flash上讀入Linux內核，並啓動它。
2.  啓動windows的目的是什麼？固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。因此, windows要先識別出C盤、D盤。在Linux下咱們稱爲根文件系統。

3.  windows能識別出C盤、D盤，那麼確定能讀寫硬盤才行。這涉及的東西稱爲驅動程序。

固然不不過硬盤。還有網卡、USB等等。嵌入式Linux能從Flash上讀出並運行應用程序，確定也得有Flash的驅動程序啊，固然也不不過Flash。
      
    先講到這裏吧，嵌入式LINUX裏含有bootloader, 內核, 驅動程序、根文件系統這4大塊。
1、bootloader：
    它就是一個略微複雜的裸板程序。但是要把這裸板程序看懂寫好一點都不easy。Windows下好用的工具弱化了咱們的編程能力。

    很是多人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。

你能回答如下這幾個問題嗎？
1.  一上電，CPU從哪裏取指令運行？
    答：通常從Flash上指令。
2.  但是Flash一般是僅僅能讀不能直接寫的。假設我用到全局變量。這些全局變量在哪裏？
    答：全局變量應該在內存裏。
3.  那麼誰把全局變量放到內存裏去？
    答：長期用ADS、KEIL的朋友，你能回答嗎？這需要"重定位"。在ADS或KEIL裏，重定位的代碼是製做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"哪一個地址去"？
    答：這個地址用"連接腳本"決定。在ADS裏有scatter文件。KEIL裏也有相似的文件。但是，你去研究過嗎？
5.  你說重定位是把程序從Flash拷貝到內存。那麼這個程序可以讀Flash啊？
    答：是的，要能操做Flash。

固然不不過這些，還有設置時鐘讓系統執行得更快等等。
  
    先自問自答到這裏吧，bootloader這一個裸板程序，事實上有3部分要點：
1.  對硬件的操做
2.  對ARM體系處理器的瞭解
3.  程序的基本概念：重定位、棧、代碼段數據段BSS段什麼的。
  
    對硬件的操做。需要看原理圖、芯片手冊。這需要必定的硬件知識，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裏學到的，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。芯片手冊是確定要讀的，別去找中文的。就看英文的。開始是很是痛苦，之後就會發現那些語法、詞彙一旦熟悉後，讀不論什麼芯片手冊都很是easy。
    對ARM體系處理器的瞭解, 看杜春蕾的《ARM體系架構與編程》吧，裏面講有彙編指令，有異常模式、MMU等。也就這3塊內容需要你瞭解。
    程序的基本概念。王道固然是去看編譯原理了。惋惜，這類書絕對是天書級別的。勸你若非超級天才仍是別去看了。就看我寫的<嵌入式Linux應用開發全然手冊>和第1期視頻吧，別操心，不用花錢。照着視頻把硬件相關的實驗作了，這些概念就清楚了。我尚未發現第2套講這些概念的書或視頻，贊成我盲目吹噓一回。

    對於bootloader，我學習時是先看了<ARM體系架構與編程>。而後本身敲代碼把各個硬件的實驗都作了一遍。比方GPIO、時鐘、SDRAM、UART、NAND。

把它們都弄清楚了。組合在一塊兒就很是easy看懂u-boot了。

    總結一下，看懂硬件原理圖、看芯片手冊，這需要你本身去找資料。剩下的，就按<嵌入式Linux應用開發全然手冊>和第1期視頻的章節文件夾去學習吧。

2、內核：
想速成的人，先跨過內核的學習，直接學習怎麼寫驅動。想成爲高手，內核必須深入瞭解。注意。我說的是瞭解，我沒奢望去寫出一個內核。要對裏面的調度機制、內存管理機制、文件管理機制等等有所瞭解。
    推薦兩本書：
1.  通讀<linux內核全然凝視>,請看薄的那本(浮燥的社會講求速度, 呵)。
2.  選讀<Linux內核情景分析>, 想了解哪一塊就讀哪一節。

3、驅動：
    驅動包括兩部分：硬件自己的操做、驅動程序的框架。又是硬件，仍是要看得懂原理圖、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<Linux設備驅動>。老外寫的那本，裏面介紹了很多概念，值得一讀。

但是，它的做用也就限於介紹概念了。我基本上是入門以前用它來熟悉一下概念。入門後就扔掉了。驅動方面比較全的介紹，應該是宋寶華的<linux設備驅動開發具體解釋>了，老實說我僅僅看過文件夾。有很多人說好，這裏推薦一下。要想深刻了解某一塊，<Linux內核情景分析>絕對是超5星級推薦。

你別期望把它讀完。1800多頁。上下兩冊呢。

我是某一塊不清楚時，就去翻一下它。

不論什麼一部分，這書都可以講上二、3百頁，很具體。並且是以某個目標來帶你分析內核源代碼。

它以linux 2.4爲例，但是原理相通。相同適用於其餘版本號的linux。
    把你手上的開發板所涉及的硬件，都去嘗試寫一個驅動吧。有問題就先"痛苦地思考"，思考的過程當中你會把很是多不相關的知識串聯起來。終於貫通。

4、根文件系統：
    你們有沒有想過如下這2個問題：
1.  對於Linux作出來的產品，有些用做監控、有些作手機、有些作平板。那麼內核啓動後。掛載根文件系統後。應該啓動哪個應用程序呢？
    答：內核不知道也不管應該啓動哪個用戶程序。它僅僅啓動init這一個應用程序，它相應/sbin/init。顯然，這個應用程序就要讀取配置文件。依據配置文件去啓動用戶程序(監控、手冊界面、平板界面等等)。這個問題提示咱們，文件系統的內容是有一些約定的，比方要有/sbin/init，要有配置文件。
2.  你寫的hello,world。程序，有沒有想過裏面用到的printf是誰實現的？
    答：這個函數不是你實現的，是庫函數實現的。

它執行時。得找到庫。

這個問題提示咱們。文件系統裏還要有庫。

      
    簡單的自問自答到這裏，要想深刻了解，可以看一下busybox的init.c。就可以知道init進程作的事情了。固然，也可以看<嵌入式Linux應用開發全然手冊>裏構建根文件系統那章。

    說一下個人學習經歷吧。

1.  我在學校時讀的是物理電子專業，事實上課程裏沒有教怎麼設計電路。僅僅是教了些電子電路方面的知識。PCB的設計是在實驗室裏自學的，僅僅設計過2層板，現在忘記得差點兒相同了。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。但是也僅僅是學了C語言、數據庫而已。憑着興趣作了很多競賽題。沒能力去參加競賽。但是把C語言練得很是紮實。
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單片機作車載電話，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red hat怎麼操做開始。

步驟就是先看<ARM體系架構與編程>。再本身寫裸板程序操做硬件，接着到分析u-boot。同一時候看<linux內核全然凝視>，對LINUX框架有所瞭解。在寫裸板時，建議各位增強對中斷的理解。內核就是用中斷來完畢各類功能的。

6.  分析完u-boot，就開始進行簡單的驅動編程了。這時候，能力還很是弱。
7.  開始去中興上班，工做2年。編寫各種驅動、解決各種問題(驅動問題、幫助定位應用問題)，能力獲得煅煉。

轉自國嵌老師文章