做爲一個新人，怎樣學習嵌入式Linux，（韋東山）

還有一個比較好的文章，寫的是具體的怎麼按照韋東山的書和視頻進行學習的。網址

https://www.zhihu.com/question/47881392

 

很早之前在網上看到的韋東山老師寫的文章，複製到本身的博客，方便本身之後看。

   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。好比寫一個數組排序、輸入數字求和什麼的。

學C語言惟一的方法是多寫程序多練習，編譯出錯不要緊，本身去解決；執行出錯不要緊，本身去分析。之前我是用

VC來練習C語言的，常常去嘗試着寫一些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，

很適合煅煉你的編程能力。

   

    回到主題，首先咱們要明白你的目的是什麼，大概來講所謂嵌入式Linux能夠分爲兩部分：底層系統、應用開發。

    若是你是想作應用開發，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

應用開發並無什麼特別要注意的。也許你說在嵌入式上要作些優化，是的，要優化，可是未經優化的程序

和PC上的程序開發沒什麼差異。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，

好比說開發界面，在PC上咱們用VC；在嵌入式Linux裏也許咱們用QT也許用Android，這個時候你應該去學學QT、

Android的編程。可是基礎仍是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。

  若是你的目的是想學習底層系統，這是個人專長，卻是能夠說一點。

  在回答這個問題以前，我先回答：很多人問我，究竟是學驅動仍是學應用？

  我只能說憑興趣，而且驅動和應用並非截然分開的

1. 咱們說的驅動，其實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，特別是如今的ANDROID，純JAVA。作應用的發展路徑我的認爲就是業務純熟。

   好比在通訊行業、IPTV行業、手機行業，你瞭解行業的需求。因此，當領導的人，可能是作應用的。

3. 作驅動，其實我不想稱爲「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，可是這些產品對我毫無差異，由於我只作底層。他們的業務跟我不要緊。

   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。

   作底層的發展方向，我的認爲是技術專家。

4. 其實，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，你會感受很踏實。

   有了業務經驗，你再瞭解一下底層，很快就能夠組成一個團隊。

 

   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對應於嵌入式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。固然不只僅是硬盤，還有網卡、USB等等。

   嵌入式Linux能從Flash上讀出並執行應用程序，確定也得有Flash的驅動程序啊，固然也不只僅是Flash。

     

   先說到這裏吧，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：

    它就是一個稍微複雜的裸板程序。可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咱們的編程能力。

不少人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。你能回答這幾個問題嗎？

1. 一上電，CPU從哪裏取指令執行？

   答：通常從Flash上指令。

2. 可是Flash通常是隻能讀不能直接寫的，若是我用到全局變量，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？這須要"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。可是，你去研究過嗎？

5. 你說重定位是把程序從Flash複製到內存，那麼這個程序能夠讀Flash啊？

   答：是的，要能操做Flash。固然不只僅是這些，還有設置時鐘讓系統運行得更快等等。

 

   先自問自答到這裏吧，bootloader這一個裸板程序，其實有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，須要看原理圖、芯片手冊。這須要必定的硬件知識，不求你能設計硬件，可是至少能看懂; 不求能看懂模擬電路，

可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。可是我懷疑你有無耐

心把這2本書看完。我不知道如今有沒有更快捷的書。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，

讀任何芯片手冊都很容易。

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塊內容須要你瞭解。

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應用開發徹底手冊>和第1期視頻吧，別擔憂，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，容許我盲目吹噓一回。

對於bootloader，我學習時是先看了<ARM體系架構與編程>，而後本身寫程序把各個硬件的實驗都作了一遍，好比GPIO、時鐘、

SDRAM、UART、NAND。把它們都弄清楚了，組臺在一塊兒就很容易看懂u-boot了

總結一下，看懂硬件原理圖、看芯片手冊，這須要你本身去找資料。剩下的，就按<嵌入式Linux應用開發徹底手冊>和第1期視頻的章

節目錄去學習吧。

 

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內核徹底註釋>,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：

驅動包含兩部分：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。可是，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設備驅動開發詳解>了，老實說我只看過目錄，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。任何一部分，這書均可以講上二、3百頁，很是詳細。而且是以某個目標來帶你分析內核源碼。它以linux 2.4爲例，

可是原理相通，一樣適用於其它版本的linux。

還有沒有其餘介紹？呵呵，固然有了，韋東山Linux視頻第2期。<嵌入式Linux應用開發徹底手冊>裏對驅動講得很少，不夠深刻。

因而我錄製了這期視頻。不只僅教你怎麼寫怎麼改驅動，還教你爲何這樣寫這樣改驅動。

每個驅動都是現場編寫:

1. 用繪圖板畫圖講解──至關於學校里老師在黑板上畫圖講解，很直觀

   絕對不是對着PPT念。

2. 用source insight當場寫程序，從第1行開始寫，每一課都是這樣。我講了20多個驅動，就寫了20多個程序。

3. 寫完就編譯、測試。

4. 很全面，字符設備驅動、塊設備、網卡驅動3大類齊全，硬件介紹、驅動框架分析、測試3大類齊全。

    培訓機構裏教的內容，遠不及這期視頻豐富。我在多個培訓機構講過課，從沒看到哪一個老師敢每一課都當場講解當場編寫代碼

當場測試，除我以外！也沒看到哪一個培訓機構講完這些內容──由於時間不夠，講完起碼要一個月，可是這部分基本只有2周授課時間。

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不少不相關的知識

串聯起來，最終貫通。

 

4、根文件系統：

你們有沒有想過這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：內核不知道也無論應該啓動哪個用戶程序。它只啓動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，好比要有/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。它運行時，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，能夠看一下busybox的init.c，就能夠知道init進程作的事情了。

       固然，也能夠看<嵌入式Linux應用開發徹底手冊>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，其實課程裏沒有教怎麼設計電路，只是教了些電子電路方面的知識。PCB的設計

   是在實驗室裏自學的，只設計過2層板，如今忘記得差很少了。可是保留了看原理圖、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，可是也只是學了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，可是把C語言練得很紮實。

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。同時看<linux內核徹底註釋>，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成各類功能的。

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。

   

    總結一下：

1. 硬件方面的書: 微機原理、數字電路，高校裏的教材。畢業多年，忘名了。

2. Linux方面的書：

    <ARM體系架構與編程>

    <嵌入式Linux應用開發徹底手冊>

    <Linux設備驅動>，老外寫的那本

    <linux設備驅動開發詳解>

    <linux內核徹底註釋>

    <Linux內核情景分析>

3. 視頻:

韋東山Linux視頻第1期(基於S3C2440錄製): ARM實驗,u-boot,文件系統,初級驅動

韋東山Linux視頻第1期(基於S3C6410錄製): 裸板程序

韋東山Linux視頻第2期: 高級驅動