嵌入式linux怎么學
對于每一個想要學習的人首先第一步需要搞明白的是你學習這門技術你想要達到一個什么樣的目的,是只是因為無聊為了打發時間就是學來玩玩還是想要在這條路上走的更遠跟有前途呢?
在你有了明確的目的之后需要做的就是搞清楚你要學習的東西的具體步驟了,今天我們就以嵌入式linux技術為例,首先要明白他的知識體系可以分為兩部分,分別為底層系統以及應用開發。
如果你是想做應用開發,那么你去把C語言、數據結構、JAVA什么的學好吧。嵌入式應用開發和PC上的應用開發并沒有什么特別要注意的。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上的程序開發沒什么差別。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接口。你學過VC的話,也是要花時間去了解那些類、控件的。
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。
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。
先說到這里吧
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. 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?
②. 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。
③. 一上電,CPU從哪里取指令執行?
答:一般從Flash上指令。
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《ARM體系架構與編程》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。
對于bootloader,我學習時是先看了《ARM體系架構與編程》,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。
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《linux內核完全注釋》,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
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《Linux設備驅動》,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《linux設備驅動開發詳解》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,《Linux內核情景分析》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linux
2.4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。
文章的最后對于linux學者可以看看這個資料://www.einuk.cn/emb/VideoCourse/linux/?lbjgw