朱兆祺带你一步一步学习嵌入式（连载）

电子

` 本帖最后由 zzq宁静致远于 2014-7-12 09:34 编辑

从最初涉及嵌入式Linux开始到现在,深深的知道嵌入式的每一步学习都是举步维艰。从去年11月份开始，我就着手整理各种学习资料，希望推动嵌入式学习的前进贡献自己微不足道的一份力量。从去年到现在，将C语言的学习经验整理成《攻破C语言笔试与机试陷阱及难点》（现在仍在更新），这份资料已经在电子发烧友论坛的单片机论坛连载（https://bbs.elecfans.com/jishu_354666_1_1.html），这份资料也已经录制了部分视频；现在我同样将嵌入式学习经验进行整理进行连载，视频我已经在加紧录制，等录制到一半将会挂载在网上以供嵌入式学习者免费下载。
我从大一学习C语言到大二开始接触ARM，从毕业工作到现在筹建明志电子科技工作室承接各类项目，一步步都是自己扎扎实实走过来，我整理的资料，每一个图都是根据我的思维、适合学习者的角度亲自画出，每一个程序都是亲手敲入进行调试。
2013年8月8日更新：
为了满足大家的学习，嵌入式Linux实用教程同步视频以每5集形式上传。

2014年4月8日：
《嵌入式Linux开发实用教程》一书已经出版，本帖将会持续更新，后续更会有裸板视频和项目视频更新。敬请关注。
《嵌入式Linux开发实用教程》购买地址：
http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1.w6545579-4546600052.3.8xcC8H&id=36731267737

1.本书及视频QQ群：
嵌入式Linux开发实用教程1：284013595 （1000人）
嵌入式Linux开发实用教程2：271641475 （1000人，已满）
嵌入式Linux开发实用教程3：301012138 （500人）
深圳市馒头科技有限公司官方百度网盘（C语言、单片机、嵌入式视频）：
http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3562495290&uk=3996269986

2.《嵌入式Linux开发实用教程》视频清单：

第1课：Linux基本操作指令

第2课：Makefile

第3课：Linux常用软件

第4课：U-Boot-2013.04搭建适合OK6410模板

第5课：初步编译U-Boot-2013.04

第6课：U-Boot-2013.04启动分析1

第7课：U-Boot-2013.04启动分析2

第8课：SD卡启动U-Boot原理

第9课：SD卡启动U-Boot-2013.04移植1（解开众多商家SD卡启动机密）

第10课：SD卡启动U-Boot-2013.04移植2（解开众多商家SD卡启动机密）

第11课：SD卡启动

第12课：Signal # 8 caught错误

第13课：MMC驱动移植

第14课：FAT文件系统

第15课：U-Boot命令

第16课：NAND Flash移植（1）

第17课：NAND Flash移植（2）

第18课：NAND Flash移植（3）

第19课：DM9000网卡移植

第20课：Linux-3.8.3内核介绍

第21课：初步测试内核（1）

第22课：初步测试内核（2）

第23课：下载地址和入口地址

第24课： MTD分区

第25课：NAND Flash移植

第26课：DM9000网卡移植

第27课：使内核支持YAFFS2文件系统

第28课：制作YAFFS2文件系统

第29课：LCD移植

第30课：字符设备驱动之LED

第31课：字符设备驱动之ADC

第32课：块驱动

第33课：tslib安装

第34课：安装Linux和embedded版本Qt-4.8.4

第35课：安装QtCreator编译环境

第36课：Qt初体验之Hello

第37课：Qt之LED

第38课：Qt之ADC

第39课：项目拓展学习（1）

第40课：项目拓展学习（2）

第41—50课：裸板程序设计

3. 嵌入式Linux实用教程软件：

Ubuntu10.04.4镜像、VMware-7.0.1虚拟机、Source Insight3.5+注册码、SecureCRT_6.6.1_PiaoXu.net、SD_Writer、UltraEdit10c、USB转串口驱动、等等嵌入式Linux常用软件。

4. 嵌入式Linux实用教程资料

S3c6410相关手册、Linux常用书籍、嵌入式Linux实用手册初稿、等等。

5. 嵌入式Linux开发实用教程源码

linux-3.8.3、u-boot-2013.04-rc1、自制编译器、等等相关源码

6. 嵌入式Linux实用教程程序

《嵌入式Linux开发实用教程》一书中涉及的U-Boot添加程序、Linux程序、Linux设备驱动程序、Qt程序等等

6. C语言技术公开课

在电子发烧友学院进行的一系列课程涉及的资料，相关链接如下：

https://bbs.elecfans.com/jishu_361304_1_1.html

下载说明：

百度网盘：

[url=]http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3562495290&uk=3996269986[/url]

第三章第六节 NAND Flash驱动移植

https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=357014&pid=2625521&fromuid=222350

第三章第六节 DM9000网卡驱动
https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=357014&pid=2676612&fromuid=222350

第三章第七节 YAFFS2根文件系统（1）

https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=357014&pid=2678991&fromuid=222350

第三章第八节 LCD驱动移植

https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=357014&pid=2743024&fromuid=222350

第三章第九节 LCD触摸移植

https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=357014&pid=2798921&fromuid=222350

第四章第二节字符设备驱动

https://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=357014&pid=2879175&fromuid=222350

第四章第三节 ADC驱动程序设计

第五章第一节 Qt编译环境搭建

第五章第二节安装Linux/x11版Qt-4.8.4

`

wuo1994 · 2013-8-11 19:07:23

这是很好的学习资料，谢谢分享！！！………………………

Stone_up · 2013-8-12 09:03:09

很用心，做这些教程肯定花了不少时间，加油。

柠檬守护 · 2013-8-12 10:36:33

大牛，顶贴留名，此贴要火！

zzq1580443149 · 2013-8-12 10:59:10

不错，好东西，谢谢楼主分享。

踏歌科技 · 2013-8-12 15:51:53

好东西啊，谢谢楼主的分享啊

曹立东 · 2013-8-12 16:19:36

楼主，神了！支持

落雨有伞^^ · 2013-8-12 17:01:09

3Q

Liumimi · 2013-8-12 19:48:21

强人都是这样一步一步走过来的

莫增星 · 2013-8-12 20:55:26

不错，不错，多多指教

welcome_to_2013 · 2013-8-12 23:26:24

跟进学习，等嗲更新内容。谢谢

柠檬守护 · 2013-8-13 10:03:05

每天都会来这里看看！谢谢楼主的分享！

李世华 · 2013-8-13 10:33:48

学习学习，谢谢了。

朱兆祺 · 2013-8-13 14:36:06

第二章第五节 U-Boot启动分析（1）

在BootLoader概述中，我们已经知道BootLoader的实现依赖于处理器的体系结构，为了移植的方便，大多数BootLoader可以分为两个阶段stage1和stage2。依赖于处理器体系结构的代码，比如 CPU 初始化，一般都放在 stage1阶段，通常多用汇编语言来实现，stage1必须是位置无关码。stage2通常用C 语言来实现，这样可以实现给复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。U-Boot也不例外，第一阶段主要使用汇编语言编写，程序的入口在start.s中。stage1在运行时，有可能不在其运行地址，这时不能使用静态变量，必须利用位置无关码进行编程。

U-Boot在stage1阶段经常会出现CONFIG_NAND_SPL和CONFIG_SPL_BUILD两个宏，用于控制程序的条件编译。在编译生成u-boot.bin时，它们为假。去掉一些无关紧要的过程和条件编译判定无效的代码段，我们通过分析u-boot.bin的生成过程来分析U-Boot的启动流程。

1．程序入口

.globl _start

_start: b reset

.globl 如果一个符号没有用.globl声明，就表示这个符号不会被链接器用到。

b是跳转指令，ARM的跳转指令可以从当前指令向前或者向后的32MB的地址空间跳转(相对跳转指令)，是一种位置无关码，这类跳转指令有以下4种：

1) B 跳转指令

2) BL 带返回的跳转指令

3) BX 带状态切换的跳转指令

4) BLX 带返回和状态切换的跳转指令

_start: b reset

而这句跳转时，PC寄存器的值将不会保存到LR寄存器中。

2．设置ARM工作模式

reset:

/*

* set the cpu to SVC32 mode

*/

mrs r0, cpsr

bic r0, r0, #0x3f

orr r0, r0, #0xd3

msr cpsr, r0

ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：

用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态。

快速中断模式(fiq)：用于高速数据传输或通道处理。

外部中断模式(irq)：用于通用的中断处理。

管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式。

数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。

系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务。

定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。

cpsr为当前程序状态寄存器，它包含了条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志以及其他的一些控制和状态位。cpsr可以在任何处理器模式下被访问。

N、Z、C、V这四位统称为条件标志位。

cpsr的第八位统称为控制位。

返回上面代码分析，mrs指令是读状态寄存器指令，如下所示：

mrs r0, cpsr

这行代码的含义是将cpsr状态寄存器读取，保存到r0中。

bic指令是位清除指令，如下所示：

bic r0, r0, #0x3f

这行代码的作用是将r0的低六位清零。

orr指令是或运算，如下所示：

orr r0, r0, #0xd3

将r0与1101 0011进行或运算，由于之前进行了位清零，那么此时r0的低八位为：1101 0011。

msr指令是写状态寄存器指令，如下所示：

msr cpsr, r0

将r0数据写入cpsr程序状态寄存器。同样cpsr的低八位即为：1101 0011。那么这八位的含义如下。

1) 第七位，即为I位，当I=1时禁止IRQ中断。

2) 第六位，即为F位，当F=1时禁止FIQ中断。

3) 第五位，即为T位，当T=1时执行ARM指令；当T=0时执行Thumb指令。

4) 低五位，即为M[4:0]，当M[4:0] = 0x13，即为管理模式。

接着进入cpu_init_crit，即cpu初始化阶段。

3． caches初始化

mov r0, #0

mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */

mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */

mov指令可完成从另一个寄存器、被移位的寄存器或将一个立即数加载到目的寄存器。

mov r0, #0

这行代码即表示将0这个立即数加载到r0寄存器中。

mcr指令将ARM处理器的寄存器中的数据传递到协处理器的寄存器中。如果协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义的指令异常中断。

mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0

指令从ARM寄存器中将数据传送到协处理器p15的寄存器中，其中r0为ARM寄存器，存放源操作数；c7和c7为协处理器寄存器，为目标寄存器；p15和r0之间的0为操作码1；最后0为操作码2。

上面这行代码的作用是向c7写入0将使ICache与DCache无效。

mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0

而这行代码的作用是向c8写入0将使TLB失效。

4． MMU初始化

mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0

bic r0, r0, #0x00002300 @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)

bic r0, r0, #0x00000087 @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)

orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 2 (A) Align

orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-Cache

······

mmu_disable:

mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0

mrc指令将协处理器寄存器中的数值传送到ARM处理器的寄存器中。如果协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义的指令异常中断。

mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0

指令将协处理器p15寄存器中的数据传送到ARM寄存器中。其中，r0为ARM寄存器，是目标寄存器；c1和c0为协处理器寄存器，存放源操作数；p15和r0之间的0是操作码1；最后0是操作码2。

V : 表示异常向量表所在的位置，0：异常向量在0x00000000；1：异常向量在 0xFFFF0000。

I : 0 ：关闭Icaches；1 ：开启Icaches。

R、S : 用来与页表中的描述符一起确定内存的访问权限。

B : 0 ：CPU为小字节序；1 ： CPU为大字节序。

C : 0：关闭DCaches；1：开启Dcaches。

A : 0：数据访问时不进行地址对齐检查；1：数据访问时进行地址对齐检查。

M : 0：关闭MMU；1：开启MMU。

到这里，再逐句代码分析。

bic r0, r0, #0x00002300

2300即为0010 0011 0000 0000，即是将r0的第13、9、8位清零。

bic r0, r0, #0x00000087

0087即为0000 0000 1000 0111，即是将r0的第7、2、1、0位清零。

orr r0, r0, #0x00000002

5．外设的基地址初始化

#ifdef CONFIG_PERIPORT_REMAP

/* Peri port setup */

ldr r0, =CONFIG_PERIPORT_BASE

orr r0, r0, #CONFIG_PERIPORT_SIZE

mcr p15,0,r0,c15,c2,4

#endif

arm11把内存(memory)区间和外设(peripheral)区间地址分开，在CPU初始化的时候，需要通过协处理器指令CP15告诉CPU外设寄存器的地址范围。如果没有这样做，CPU默认为内存访问，也就无法访问到外设区间的寄存器。

朱兆祺 · 2013-8-13 14:38:00

黄亰松发表于 2013-8-11 16:56
谢谢楼主，我刚学了写单片机，这几天很迷茫，不知道下一步该怎么学，，希望楼主多指教指教 ...

其实我更想知道你心理是怎么想的，只有你把你所想所出来，我才能替你分析

朱兆祺 · 2013-8-13 14:40:02

Stone_up 发表于 2013-8-12 09:03
很用心，做这些教程肯定花了不少时间，加油。

历时将近一年时间，或许不是十年磨一剑，但是这把剑也炼铸了一年

黄京松 · 2013-8-13 18:35:22

zzq宁静致远发表于 2013-8-13 14:38
其实我更想知道你心理是怎么想的，只有你把你所想所出来，我才能替你分析 ...

是该学msp430还是avr，然后学arm，，，是不是该先从嵌入式开始

和肖 · 2013-8-13 20:32:48

不赞一下都对不起楼主

青史红尘 · 2013-8-13 22:45:54

支持楼主！

{:23:}{:23:}

张文超 · 2013-8-13 23:01:30

顶顶顶顶顶顶顶顶给你哦

hjf2002 · 2013-8-14 06:18:01

人才辈出呀！写的非常好。支持！

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