完善资料让更多小伙伴认识你，还能领取20积分哦， 立即完善>
3天内不再提示
电子发烧友论坛
1152
|
|
|
相关推荐
1个回答
|
|
|
怎么学习嵌入式Linux操作系统
本文假设您是零基础，以实用为主，用最快的时间让你入门；后面也会附上想深入学习时可以参考的资料。 在实际工作中，我们从事的是“操作系统”周边的开发，并不会太深入学习、修改操作系统本身。 ①操作系统具有进程管理、存储管理、文件管理和设备管理等功能，这些核心功能非常稳定可靠，基本上不需要我们修改代码。我们只需要针对自己的硬件完善驱动程序 ②学习驱动时必定会涉及其他知识，比如存储管理、进程调度。当你深入理解了驱动程序后，也会加深对操作系统其他部分的理解 ③Linux内核中大部分代码都是设备驱动程序，可以认为Linux内核由各类驱动构成 但是，要成为该领域的高手，一定要深入理解Linux操作系统本身，要去研读它的源代码。 在忙完工作，闲暇之余，可以看看这些书： ①赵炯的《linux内核完全注释》，这本比较薄，推荐这本。他后来又出了《Linux 内核完全剖析》，太厚了，搞不好看了后面就忘记前面了。 ②毛德操、胡希明的《LINUX核心源代码情景分析》，此书分上下册，巨厚无比。当作字典看即可：想深入理解某方面的知识，就去看某章节。 ③其他好书还有很多，我没怎么看，没有更多建议 基于快速入门，上手工作的目的，您先不用看上面的书，先按本文学习。 2.2 学习驱动程序之前的基础知识 2.2.1 C语言 只要是理工科专业的，似乎都会教C语言。我见过很多C语言考试90、100分的，一上机就傻了，我怀疑他们都没在电脑上写过程序。 理论再好，没有实践不能干活的话，公司招你去干嘛？ 反过来，实践出真知，学习C语言，必须练练练、写写写！ 当你掌握基本语法后，就可以在电脑上练习一些C语言习题了； 当你写过几个C程序后，就可以进入下一阶段的裸机开发了。 ①不需要太深入 作为快速入门，只要你会编写“Hello, world!”，会写冒泡排序，会一些基础的语法操作，暂时就够了。 指针操作是重点，多练习； 不需要去学习过多的数据结构知识，只需要掌握链表操作，其他不用学习，比如：队列、二叉树等等都不用学； 不需要去学习任何的函数使用，比如文件操作、多线程编程、网络编程等等； 这些知识，在编写Linux应用程序时会用，但是在操作系统特别是驱动学习时，用不着！ 永往直前吧，以后碰到不懂的C语言问题，我们再回过头来学习。 在后续的“裸机开发”中，会让你继续练习C语言，那会更实战化。 C语言是在写代码中精进的。 ②可以在Visual Studio下学习，也可以在Linux下学习，后者需要掌握一些编译命令 我们暂时没有提供C语言的教程，找一本C语言书，网上找找免费的C语言视频(主要看怎么搭建环境)，就可以自学了。 2.2.2 PC Linux基本操作： 对于PC Linux，我们推荐使用Ubuntu，在它上面安装软件非常简便。 我们的工作模式通常是这样：在Windows下阅读、编写代码，然后把代码上传到PC Linux去编译。 实际上，Ubuntu的桌面系统已经很好用了，我们拿到各种智能机可以很快上手，相信Ubuntu的桌面系统也可以让你很快上手。 为了提高工作效率，我们通常使用命令行来操作Ubuntu。 不用担心，你前期只需要掌握这几条命令就可以了，它们是如此简单，我干脆列出它们： ①cd : Change Directory（改变目录） cd 目录名 // 进入某个目录②pwd : Print Work Directory（打印当前目录 显示出当前工作目录的绝对路径） ③mkdir : Make Directory（创建目录） mkdir abc // 创建文件夹abc④rm : Remove（删除目录或文件） rm file // 删除名为file的文件⑤ls : List（列出目录内容） ⑥mount : 挂载 mount -t nfs -o nolock,vers=2 192.168.1.123:/work/nfs_root /mnt⑦chown : Change owner（改变文件的属主，即拥有者） chown book:book /work -R // 对/work目录及其下所有内容，属主改为book用户，组改为book⑧chmod : Change mode（改变权限），下面的例子很简单粗暴 chmod 777 /work -R // 对/work目录及其下所有内容，权限改为可读、可写、可执行⑨vi : Linux下最常用的编辑命令，使用稍微复杂，请自己搜索用法。 要练习这些命令，你可以进入Ubuntu桌面系统后，打开终端输入那些命令；或是用SecureCRT、putty等工具远程登录Ubuntu后练习。 2.2.3 硬件知识 我们学习硬件知识的目的在于能看懂原理图，看懂通信协议，看懂芯片手册；不求能设计原理图，更不求能设计电路板。 对于正统的方法，你应该这样学习： ①学习《微机原理》，理解一个计算机的组成及各个部件的交互原理。 ②学习《数字电路》，理解各种门电路的原理及使用，还可以掌握一些逻辑运算（与、或等）。 ③《模拟电路》？好吧，这个不用学，至少我在工作中基本用不到它，现在全忘光了。 就我个人经验来说，这些课程是有用的，但是： ①原理有用，实战性不强。 比如《微机原理》是基于x86系统，跟ARM板子有很大差别，当然原理相通。 我是在接触嵌入式编程后，才理解了这些课程。 ②每本书都那么厚，内容都很多，学习时间过长，自学有难度。 针对这些校园教材的不足，并结合实际开发过程中要用到的知识点，我们推出了《学前班_怎么看原理图》系列视频： 学前班第1课第1节_怎么看原理图之GPIO和门电路.wmv即使你只具备初中物理课的电路知识，我也希望能通过这些视频，让你可以看懂原理图，理解一些常见的通信协议；如果你想掌握更多的硬件知识，这些视频也可以起个索引作用，让你知道缺乏什么知识。 这些视频所讲到的硬件知识，将在《裸板开发》系列视频中用到，到时可以相互对照着看，加深理解。 2.2.4 要不要专门学习Windows下的单片机开发 很多学校都开通了单片机的课程，很多人都是从51单片机、AVR单片机，现在比较新的STM32单片机开始接触嵌入式领域，并且使用Windows下的开发软件，比如keil、MDK等。 问题来了，要不要专门学习Windows下的单片机开发？ ①如果这是你们专业的必修课，那就学吧 ②如果你的专业跟单片机密切相关，比如机械控制等，那就学吧 ③如果你只是想从单片机入门，然后学习更广阔的嵌入式Linux，那么放弃在Windows下学习单片机吧！ 理由如下： ①Windows下的单片机学习，深度不够 Windows下有很好的图形界面单片机开发软件，比如keil、MDK等。 它们封装了很多技术细节，比如： 你只会从main函数开始编写代码，却不知道上电后第1条代码是怎么执行的； 你可以编写中断处理函数，但是却不知道它是怎么被调用的； 你不知道程序怎么从Flash上被读入内存； 也不知道内存是怎么划分使用的，不知道栈在哪、堆在哪； 当你想裁剪程序降低对Flash、内存的使用时，你无从下手； 当你新建一个文件时，它被自动加入到工程里，但是其中的机理你完全不懂； 等等等。 ②基于ARM+Linux裸机学习，可以学得更深，并且更贴合后续的Linux学习。 实际上它就是Linux下的单片机学习，只是一切更加原始：所有的代码需要你自己来编写；哪些文件加入工程，需要你自己来管理。 在工作中，我们当然倾向于使用Windows下更便利的工具，但是在学习阶段，我们更想学习到程序的本质。 一切从零编写代码、管理代码，可以让我们学习到更多知识： 你需要了解芯片的上电启动过程，知道第1条代码如何运行； 你需要掌握怎么把程序从Flash上读入内存； 需要理解内存怎么规划使用，比如栈在哪，堆在哪； 需要理解代码重定位； 需要知道中断发生后，软硬件怎么保护现场、跳到中断入口、调用中断程序、恢复现场； 你会知道，main函数不是我们编写的第1个函数； 你会知道，芯片从上电开始，程序是怎么被搬运执行的； 你会知道，函数调用过程中，参数是如何传递的； 你会知道，中断发生时，每一个寄存器的值都要小心对待； 等等等。 你掌握了ARM+Linux的裸机开发，再回去看Windows下的单片机开发，会惊呼：怎么那么简单！并且你会完全明白这些工具没有向你展示的技术细节。 驱动程序=Linux驱动程序软件框架+ARM开发板硬件操作，我们可以从简单的裸机开发入手，先掌握硬件操作，并且还可以： ①掌握如何在PC Linux下编译程序、把程序烧录到板子上并运行它 ②为学习bootloader打基础：掌握了各种硬件操作后，后面一组合就是一个bootloader 2.2.5 为什么选择ARM9 S3C2440开发板，而不是其他性能更好的？ 有一个错误的概念：S3C2440过时了、ARM9过时了。 这是不对的，如果你是软件工程师，无论是ARM9、ARM11、A8还是A9，对我们来说是没有差别的。 一款芯片，上面有CPU，还有众多的片上设备(比如UART、USB、LCD控制器)。我们写程序时，并不涉及CPU，只是去操作那些片上设备。 所以：差别在于片上设备，不在于CPU核；差别在于寄存器操作不一样。 因为我们写驱动并不涉及CPU的核心，只是操作CPU之外的设备，只是读写这些设备的寄存器。 之所以推荐S3C2440，是因为它的Linux学习资料最丰富，并有配套的第1、2期视频。 2.2.6 怎么学习ARM+Linux的裸机开发 学习裸机开发的目的有两个： ①掌握裸机程序的结构，为后续的u-boot作准备 ②练习硬件知识，即：怎么看原理图、芯片手册，怎么写代码来操作硬件 后面的u-boot可以认为是裸机程序的集合，我们在裸机开发中逐个掌握各个部件，再集合起来就可以得到一个u-boot了。 后续的驱动开发，也涉及硬件操作，你可以在裸机开发中学习硬件知识。 注意：如果你并不关心裸机的程序结构，不关心bootloader的实现，这部分是可以先略过的。在后面的驱动视频中，我们也会重新讲解所涉及的硬件知识。 推荐两本书：杜春蕾的《ARM体系结构与编程》，韦东山的《嵌入式Linux应用开发完全手册》。后者也许是国内第1本涉及在PC Linux环境下开发的ARM裸机程序的书，如果我说错了，请原谅我书读得少。 对于裸机开发，我们提供有2部分视频： ①环境搭建 第0课第1节_刚接触开发板之接口接线.wmv要声明的是： 录制上述《裸机程序开发》视频时，本意是结合《嵌入式Linux应用开发完全手册》的《第2篇 ARM9嵌入式系统基础实例篇》来讲解，所以视频里没有完全从零编写代码，需要结合书本来学习。 ①书和视频并不是完全配套的，不要照搬，其中的差异并不难解决。 《嵌入式Linux应用开发完全手册》发表于2008年，使用了很多款开发板，并且那时的开发板配置较低(Nand Flash是64M)； 《裸机程序开发》视频使用JZ2440开发板录制。 ②书和视频，适用于所有S3C2440开发板，包括mini2440、tq2440等 天下S3C2440配置都是相似的，基本也就是LED、按键所用引脚不同，LCD型号不同；你学习了书、视频，如果连这些差异都搞不定的话，那就是你我的失败了。 学习方法是这样的： ①先看《环境搭建》视频来搭建开发环境 ②书（第2篇）和视频（裸机程序开发）结合，看完一章，练习一章 一定要编写代码，即使是照抄也要写。 ③如果对于ARM架构相关的知识，觉得模糊或是想了解得更深入，参考《ARM体系结构与编程》 学习程度： ①理解一个裸机程序的必要结构：异常向量、硬件初始化、代码重定位、栈 ②知道如何操作GPIO、Flash、LCD、触摸屏等硬件 ③很多人觉得MMU难以理解，可以放过它 2.2.7 bootloader的学习 bootloader有很多种，vivi、u-boot等等，最常用的是u-boot。 u-boot功能强大、源码比较多，对于编程经验不丰富、阅读代码经验不丰富的人，一开始可能会觉得难以掌握。 但是，u-boot的主要功能就是：启动内核。它涉及：读取内核到内存、设置启动参数、启动内核。按照这个主线，我们尝试自己从零编写一个bootloader，这个程序相对简单，可以让我们快速理解u-boot主要功能的实现。 从零编写bootloader的视频有：《嵌入式Linux应用开发完全手册》上对u-boot的讲解有如下章节： 15.1 Bootloader简介学习方法如下： ①先学习《从零编写bootloader的视频》，这可以从最少的代码理解bootloader的主要功能 ②再看书上对u-boot的讲解，并结合《分析u-boot 1.1.6的视频》来理解 ③最后，有时间有兴趣的话，看《移植一个全新u-boot的视频》，这不是必须的。 学习程度： ①理解u-boot的启动过程，特别是u-boot代码重定位：怎么从Flash上把自己读入内存 ②理解u-boot的核心：命令 ③知道bootloader如何给内核传递参数 ④知道bootloader是根据“bootcmd”指定的命令启动内核 ⑤作为入门：只求理解，不要求能移植u-boot 2.2.8 Linux内核的学习 前面说过，内核本身不是我们学习的重点，但是了解一下内核的启动过程，还是很有必要的：工作中有可能要修改内核以适配硬件，掌握了启动过程才知道去修改哪些文件。 分析内核的视频有： 第10课第1节 内核启动流程分析之编译体验.wmv移植内核的视频有： 毕业班第3课第1节_移植3.4.2内核之框架介绍及简单修改.wmv《嵌入式Linux应用开发完全手册》上对内核的讲解有如下章节： 16.1 Linux版本及特点学习方法如下： ①先看书，并结合《分析内核的视频》进行理解 ②如果有兴趣，再根据《移植内核的视频》自己掌握移植内核，这不是必须的 学习程度： ①知道机器ID的作用，根据机器ID找到单板对应的文件 ②知道Makefile、Kconfig的作用，知道怎么简单地配置内核 ③知道怎么修改分区 ④作为入门：只求理解，不要求能移植 2.2.9 根文件系统 在驱动程序开发阶段，我们喜欢搭建一个最小根文件系统来调试驱动； 在开发应用程序时，也需要搭建文件系统，把各种库、配置文件放进去； 在发布产品时，你还需要修改配置文件，使得产品可以自动运行程序； 甚至你想实现插上U盘后自动启动某个程序，这也要要修改配置文件； 这一切，都需要你理解根文件系统的构成，理解内核启动后是根据什么配置文件来启动哪些应用程序。 分析根文件系统的视频有： 第11课第1节 构建根文件系统之启动第1个程序.wmv《嵌入式Linux应用开发完全手册》上对文件系统的讲解有如下章节： 17.1 Linux文件系统概述学习方法：结合书和视频学习。 学习程度： ①理解配置文件的作用 ②知道根文件系统中lib里的文件来自哪里 ③可以制作、烧写文件系统映象文件 2.3 驱动程序的学习 《嵌入式Linux应用开发完全手册》对驱动程序的讲解不多，我们推出的“韦东山Linux视频第2期_驱动现场编写调试”，可以认为完全脱离了书本。 所以，驱动程序的学习完全按照视频来就可以了。 第2期的视频，对每一个驱动，先讲解硬件原理，然后从零写代码，从简单到复杂，逐渐完善它的功能。 我们不会罗列专业术语，会参考日常生活的例子，力争用最形象的比喻让你轻松入门，同时又会很深入。 注意：我们可以让你入门时很轻松，但是要深入理解的话，这需要你跟着视频练习代码，这是个要慢慢思考的过程，不会轻松。 轻松的话，凭什么拿高工资？ 再次申明：即使照抄也要写代码！很多人视频看得很高兴，但是写代码时就傻了。 2.3.1 经典字符设备驱动程序 视频中以LED、按键驱动为例，讲解并练习开发过程中碰到的机制：查询、休眠-唤醒、中断、异步通知、poll、同步、互斥等等。 后续更复杂的驱动程序，就是在这些机制的基础上，根据硬件特性设计出精巧的软件框架。 相关的视频有（文件名中带“_P”的属于第2期加密视频）： 第12课第1节 字符设备驱动程序之概念介绍.wmv《嵌入式Linux应用开发完全手册》上对字符设备驱动程序的讲解有如下章节： 第19章 字符设备驱动程序 19.1 Linux驱动程序开发概述第20章 Linux异常处理体系结构 20.1 Linux异常处理体系结构概述学习方法： ①沿着数据流向，从应用程序的对驱动程序的使用进行情景分析。 所谓情景分析，就是假设应用程序发起某个操作，你去分析其中的运作过程。比如应程序调用open、read、ioctl等操作时涉及驱动的哪些函数调用。 你要思考一个问题：一个应用程序，怎么获得按键信息，怎么去控制LED。把其中数据的流向弄清楚了，对字符驱动程序也就基本理解了。 ②学习异常和中断时，可以结合书和视频；对于驱动程序中其他内容的学习，可以不看书。 2.3.2 工作中各类驱动程序 我们的视频中讲解的驱动程序非常多，目的有二： ①在你工作中遇到同类驱动时提供借鉴 ②供你学习、练习，煅炼阅读驱动程序的“语感”，提升编写程序的能力，增加调试经验 我们还打算扩充驱动视频，把它打造成“Linux驱动程序大全”视频，基本上都会采取从零现场编写的方式。 也许有人说：在工作中我们基本上只是移植、修改驱动而已，很少从头编写。这话没错，但是能修改的前提是理解；想更好地理解，最好的方法是从零写一个出来。在学习阶段，不要怕耗费太多时间，从零开始编写，慢慢完善它，在这过程中你既理解了这个驱动，也煅炼了能力，做到触类旁通。 如果有时间，建议你学完这些所有的视频，直到你自认为： ① 给你一个新板，你可以很快实现相关驱动 ② 给你一个新硬件，你可以很快给它编写/移植驱动。 我们录制的视频很多，下面只罗列到“课”，不罗列到“节”。 第2期视频：学习方法： ①再次强调，不能光看不练：一定要写程序，即使照抄也得写 ②必学：LCD、触摸屏、NAND Flash、Nor Flash、hotplug_uevent机制 ③学完之后，强烈建议换一个不同的开发板，尝试在新板上写驱动程序。 按视频学习会一切顺利，很多问题你可能没想到、没想通，换一个新板会让你真正掌握。 2.3.3 调试方法 有一种说法，程序是三分写七分调，我们从操作系统的角度提供了一些很有用的调试方法。 相关的视频有： 第29课第1节_裸板调试之点灯法_P.wmv2.4 Linux应用程序的学习 对于大多数人来说，第1个C程序是在Windows的Visual Studio C++(简称VC)上写的，所以你们关心的也许是：嵌入式Linux应用程序，跟VC应用程序之间的区别： ①编译方法不同： 在VC上点点鼠标即可编译，对于嵌入式Linux应用程序，我们需要“交叉编译”：程序要在PC Linux上编译，但是运行时要放到单板上。 并且，它的编译环境需要你自己搭建：解压出工具链后设计PATH，还要自己构造一套Makefile系统。 ②调试方法不同： 在VC上点点鼠标就可以调试，对于嵌入式Linux应用程序，你可以更喜欢用打印；或是在PC Linux上通过GDB观察应用程序在单板上的运行状况。 ③可用的资源不同： 对于VC程序，你可以直接使用微软公司提供的各种类库；对于嵌入式Linux应用程序，很多时候需要去寻找、下载、编译、使用开源库。 ④功能不同： VC程序运行在PC上，一般是用来解决某些纯软件的问题，比如整理数据、修图、联网播放音乐之类。嵌入式Linux应用程序一般都要操作若干种硬件，比如监控设备中要操作摄像头、存储音视频，无人机中要操作GPS、螺旋桨，POS机中要操作银行卡等等。它跟单板上的硬件联系很大，很多时候需要你懂点硬件知识，至少是知道怎么通过驱动程序来操作这些硬件。 上述4点的不同，花很少的时间就可以掌握。 如果你有志于开发应用程序，那么一定要有算法、数据结构、网络编程等基础，然后再掌握一些设计模式，最后就是多参加一些实际项目的开发了。 基于我们提供的视频，你可以这样学习： ①先掌握第1期讲解的根文件系统： 在后续学习中你会经常构建根文件系统，比如往里面添加库、修改配置文件让你的程序自动运行。 ②掌握怎么编译、烧写u-boot、内核： 在实际工作中，一般来说不需要你去烧写u-boot、内核，但是在自学阶段还是自己掌握吧，免得去麻烦别人。 按开发板手册即可操作，你甚至不用管里面的原理。 ③掌握Makefile： 可以看如下第3期视频，以后编译程序时只要执行make命令即可： 第1课第4节_数码相框_编写通用的Makefile ④学习第1个项目：数码相框 该项目不使用任何开源的GUI项目，完全是自己构建一套GUI系统，实现了文件浏览、文件显示(文本和图片)、图片操作(放大、缩小、自动播放)等功能；涉及网络编程、多线程编程、开源库使用等等。 虽然数码相框作为一个产品已经落伍了，但是该项目所涉及的技术，特别是以面向对象的编程思想设计出一个模块化的、易扩展的系统，非常适合没有大型项目开发经验的人。很多同学，都是根据该项目所教会的编程思想找到了心怡的工作。 第3期视频取名为“项目开发”，而非“应用开发”，它的第2、3个项目跟内核、驱动耦合很大。如果只关心应用开发，或是急于找一份工作，可以先看第1个项目。 第2个项目涉及摄像头、ALSA声卡、WIFI网卡、3G网卡，这些都是在实际工作过程中经常用到的设备，比如我们后面补充的QQ物联就用到摄像头、声卡、WIFI网卡。 第3个项目是电源管理，讲解怎么讲你的单板休眠以省电。 |
|
|
|
|
只有小组成员才能发言，加入小组>>
2548 浏览 0 评论
1146浏览 2评论
745浏览 1评论
499浏览 0评论
265浏览 0评论
426浏览 0评论
/6 
关注我们的微信
下载发烧友APP
电子发烧友观察
版权所有 © 湖南华秋数字科技有限公司
电子发烧友 （电路图） 湘公网安备 43011202000918 号 电信与信息服务业务经营许可证：合字B2-20210191
工商网监
湘ICP备2023018690号
评论
淘帖
1112
