嵌入式linux包含哪些内容

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嵌入式linux包含哪些内容

2019-07-12 14:13发布生成海报

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<！该内容转自“怎样学习嵌入式Linux”一文，仅供学习，复习之用。！>

嵌入式LINUX里含有bootloader, 内核, 驱动程序、根文件系统这4大块。

一、bootloader：

它就是一个稍微复杂的裸板程序。但是要把这裸板程序看懂写好一点都不容易。Windows下好用的工具弱化了我们的编程能力。
很多人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。你能回答这几个问题吗？
1. 一上电，CPU从哪里取指令执行？
答：一般从Flash上指令。
2. 但是Flash一般是只能读不能直接写的，如果我用到全局变量，这些全局变量在哪里？
答：全局变量应该在内存里
3. 那么谁把全局变量放到内存里去？
答：长期用ADS、KEIL的朋友，你能回答吗？这需要"重定位"。在ADS或KEIL里，重定位的代码是制作这些工具的公司帮你写好了。
你可曾去阅读过？
4. 内存那么大，我怎么知道把"原来存在Flash上的内容"读到内存的"哪个地址去"？
答：这个地址用"链接脚本"决定，在ADS里有scatter文件，KEIL里也有类似的文件。但是，你去研究过吗？
5. 你说重定位是把程序从Flash复制到内存，那么这个程序可以读Flash啊？
答：是的，要能操作Flash。当然不仅仅是这些，还有设置时钟让系统运行得更快等等。

先自问自答到这里吧，bootloader这一个裸板程序，其实有3部分要点：
1. 对硬件的操作
2. 对ARM体系处理器的了解
3. 程序的基本概念：重定位、栈、代码段数据段BSS段什么的。

对硬件的操作，需要看原理图、芯片手册。这需要一定的硬件知识，不求你能设计硬件，但是至少能看懂; 不求能看懂模拟电路，
但是要能看懂数字电路。这方面的能力我是在学校里学到的，微机原理、数字电路这2本书(书名忘了)就足够了。但是我怀疑你有无耐
心把这2本书看完。我不知道现在有没有更快捷的书。想速成的话，就先放掉这块吧，不懂就问GOOGLE、发贴。
另外，芯片手册是肯定要读的，别去找中文的，就看英文的。开始是非常痛苦，以后就会发现那些语法、词汇一旦熟悉后，
读任何芯片手册都很容易。
对ARM体系处理器的了解, 看杜春蕾的吧，里面讲有汇编指令，有异常模式、MMU等。也就这3块内容需要你了解。
程序的基本概念，王道当然是去看编译原理了。可惜，这类书绝对是天书级别的。劝你若非超级天才还是别去看了。就看我写的
<嵌入式Linux应用开发完全手册>和第1期视频吧，别担心，不用花钱。照着视频把硬件相关的实验做了，这些概念就清楚了。我还没有
发现第2套讲这些概念的书或视频，允许我盲目吹嘘一回。

对于bootloader，我学习时是先看了，然后自己写程序把各个硬件的实验都做了一遍，比如GPIO、时钟、
SDRAM、UART、NAND。把它们都弄清楚了，组台在一起就很容易看懂u-boot了
总结一下，看懂硬件原理图、看芯片手册，这需要你自己去找资料。剩下的，就按<嵌入式Linux应用开发完全手册>和第1期视频的章
节目录去学习吧。

二、内核：

想速成的人，先跨过内核的学习，直接学习怎么写驱动。
想成为高手，内核必须深刻了解。注意，我说的是了解，我没奢望去写出一个内核。
要对里面的调度机制、内存管理机制、文件管理机制等等有所了解。
推荐两本书：
1. 通读,请看薄的那本(浮燥的社会讲求速度, 呵),
2. 选读, 想了解哪一块就读哪一节

三、驱动：

驱动包含两部分：硬件本身的操作、驱动程序的框架。
又是硬件，还是要看得懂原理图、读得懂芯片手册，多练吧。

说到驱动框架，有一些书介绍一下。LDD3,即，老外写的那本，里面介绍了不少概念，值得一读。但是，它的作用
也就限于介绍概念了。我基本上是入门之前用它来熟悉一下概念，入门后就扔掉了。
驱动方面比较全的介绍，应该是宋宝华的了，老实说我只看过目录，有不少人说好，这里推荐一下。
要想深入了解某一块，绝对是超5星级推荐。你别指望把它读完，1800多页，上下两册呢。我是某一块不清楚
时，就去翻一下它。任何一部分，这书都可以讲上2、3百页，非常详细。并且是以某个目标来带你分析内核源码。它以linux 2.4为例，
但是原理相通，同样适用于其它版本的linux。

还有没有其他介绍？呵呵，当然有了，韦东山Linux视频第2期。<嵌入式Linux应用开发完全手册>里对驱动讲得不多，不够深入。
于是我录制了这期视频。不仅仅教你怎么写怎么改驱动，还教你为什么这样写这样改驱动。
每一个驱动都是现场编写:
1. 用绘图板画图讲解──相当于学校里老师在黑板上画图讲解，很直观
绝对不是对着PPT念。
2. 用source insight当场写程序，从第1行开始写，每一课都是这样。我讲了20多个驱动，就写了20多个程序。
3. 写完就编译、测试。
4. 很全面，字符设备驱动、块设备、网卡驱动3大类齐全，硬件介绍、驱动框架分析、测试3大类齐全。
培训机构里教的内容，远不及这期视频丰富。我在多个培训机构讲过课，从没看到哪个老师敢每一课都当场讲解当场编写代码
当场测试，除我之外！也没看到哪个培训机构讲完这些内容──因为时间不够，讲完起码要一个月，但是这部分基本只有2周授课时间。

把你手上的开发板所涉及的硬件，都去尝试写一个驱动吧。有问题就先"痛苦地思考"，思考的过程中你会把很多不相关的知识
串联起来，最终贯通。

四、根文件系统：

大家有没有想过这2个问题：
1. 对于Linux做出来的产品，有些用作监控、有些做手机、有些做平板。那么内核启动后，挂载根文件系统后，应该启动哪一个应用程序呢？
答：内核不知道也不管应该启动哪一个用户程序。它只启动init这一个应用程序，它对应/sbin/init。
   显然，这个应用程序就要读取配置文件，根据配置文件去启动用户程序(监控、手册界面、平板界面等等)
   这个问题提示我们，文件系统的内容是有一些约定的，比如要有/sbin/init，要有配置文件
2. 你写的hello,world程序，有没有想过里面用到的printf是谁实现的？
答：这个函数不是你实现的，是库函数实现的。它运行时，得找到库。
   这个问题提示我们，文件系统里还要有库。

   简单的自问自答到这里，要想深入了解，可以看一下busybox的init.c，就可以知道init进程做的事情了。
   当然，也可以看<嵌入式Linux应用开发完全手册>里构建根文件系统那章。