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发布时间:2022-04-17 12:35:10 来源:华体会体育官网 作者:华体会体育官网app

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  时,对很多概念比较陌生,导致不知道学什么,也不知道学了之后有什么用。所以我趁着

  从事嵌入式Linux培训12年来,我们写过很多《关于如何学习linux》的文章,这是最新的。

  所有的电子产品,所用技术都可以认为要么是单片机,要么是Linux;GUI方面主要是QT/Android,它们都是运行于Linux之上的。

  也许你不服!不是还有ucos、vxwork、wince、IOS吗?下面这个图是关于操作系统的占比,是2016年的,我没找到更新的图,但是很有参考意义:

  我们说的单片机不使用操作系统,在上图中没有体现出来。但是使用单片机设备肯定远远超过Linux。很多人也是先学习单片机,从单片机进入电子工程师行业

  我们设计一个产品时,是使用单片机还是Linux,取决于成本:硬件成本、软件成本、维护成本、升级成本。而不应该根据个人偏好来选择:我喜欢单片机,所以就排斥使用Linux;我喜欢Linux,就排斥使用单片机。为了有更多的选择,我们需要既懂单片机,又懂Linux。

  使用单片机开发程序时,我们一上来就写一个main函数,下面是一些简化的代码:

  LED程序里面的init_led、led_on、led_off函数是你一个人写的,爱取什么名就取什么名,爱怎么写就怎么写。

  很多单片机项目不是很复杂,2、3个人从上到下统统搞定,里面的函数大多时间是直接去读写寄存器。

  在单片机程序里,没有应用程序、驱动程序的概念,很可能一个人包揽了硬件设计、模块调试(或称之为驱动)、功能开发(或称之为应用)的全部活。

  在Linux中,不允许应用开发人员直接去操作硬件,比如你想点个灯,不好意思,你无法直接访问寄存器;你需要通过驱动程序来访问寄存器。

  假设你写的程序比较烂,那我不能让你去随便访问寄存器,把系统搞崩溃了怎么办?你本意是去点灯,但是你看错了寄存器,你把电源关了怎么办?

  所以这些操作硬件的活,还是交给信得过的人来做吧:交给驱动工程师,他既懂硬件又懂软件。

  编写应用程序时,大家都使用统一的函数,以后换一个芯片时,应用程序不用变;只需要根据这个接口提供驱动程序就可以了。

  。使用Linux系统的项目一般比较大,术业有专攻,一个人不太可能从上到下都全部掌握。比如做人脸识别项目,有擅长做图像处理的,他可不管你要用多少种摄像头,有图像给他就可以。而多种摄像头的硬件操作方法各有不同,这些交给驱动程序工程师。

  你看!从这些接口里,我们根本看不到寄存器的操作。底层的程序驱动会依据这些调用,去设置寄存器、操作硬件。

  所以,我高大上的应用工程师,干嘛苦哈哈地去看原理图、看在片手册、读写寄存器,搞不好还要去调试硬件BUG。这些脏活、累活就交给驱动工程师吧。客户的需求千变万化,我996时长都不够用了。

  切,我上懂软件、下懂硬件的驱动工程师,肯定不能把这么重要的活交给你去做了,把我的系统搞崩溃了怎么办。

  开玩笑、开玩笑、开玩笑的,有应用工程师、驱动工程师的优劣之分,大家都是为了做出产品。此时有一个趋势,一个任务从上到下你都须要懂,这就是所谓的全栈工程师。

  在Linux中,“一切皆文件”,要访问某个硬件,也是要打开文件、读写文件。应用程序要根据标准的文件接口:open/read/write/ioctl/mmap等来访问驱动程序。

  既然如此,怎么写驱动程序呢?最简单的方法就是:APP要调用open来打开驱动程序,那驱动‘程序里就提供一个xxx_open函数来初始化硬件;APP要调用write来写数据,驱动程序里就提供一个xxx_write函数来接收数据并操作硬件。

  用xxx_open、xxx_write来构成一个驱动程序,这就是驱动框架。

  怎么实现这些xxx_open、xxx_write函数?我们要做的事情跟单片机是类似的,一样要去看电路图、看芯片手册,然后在这些函数里读写寄存器:这称为硬件操作。

  高能预警:驱动框架可不简单,对于LED来说是简单,但是还有更复杂的驱动程序,它要考虑“通用”,这很要命。

  这几天在群里跟学员聊天,有一位学员的学习方法很好:先观其广,再究其深。有时候要“不求甚解”,很多时候保持疑问先学下去,这些疑问就自然解决了。

  比如课程中涉及汇编知识,如果你要彻底弄清楚,你需要去学习《ARM架构与编程》;当你学完这本书,你的同学搞不好已经可以上手工作了。

  我们先把学习目标定下来:快速了解嵌入式Linux开发的流程,知道要学什么,具备跟从业者交流的能力。

  它的目的是启动内核,去哪等读内核?读到哪里?去Flash等外设读内核,存到内存里去。所以需要有Flash里外设的驱动能力,为了调试方便还会有网络功能。

  所以,可以认为booloader =裸机集合,它就是一个复杂的单片机程序。

  Linux内核的最主要目的是去启动APP,APP保存在哪里?保存在“根文件系统”里。“根文件系统”又保存在哪里?在Flash、SD卡等设备里,甚至可能在网络上。所以Linux内核要有这些Flash、SD卡里设备的驱动能力。

  在实际工作中,对于u-boot根本上是修修改改,甚至不改。但是u-boot自身是很复杂的,假如为了便于调试,它支持网络功能;有些内核是保存在FAT32分区里,于是它要能解析FAT32分区,读FAT32分区的文件。

  花那么多精力去进修u-boot,但是工作中根本用不到,这对初学者很不友善。

  所以,对于初学者,我建议:了解u-boot的作用、会使用u-boot的命令,这就能够了。

  之前我们说过Linux内核=驱动汇合+进程调度+内存管理等,假如要进修Linux内核,从驱动程序入手是一个好办法。

  但是人人都要进修Linux内核、人人都要进修Linux驱动吗?显然不是。

  作为初学者,懂几个简略的驱动程序,有利于工作交流;了解中断、进程、线程的概念,没论是对驱动开发、应用程序开发,都是很有益处的。

  从“中断”它能够引入:休眠-唤醒、进程/线程、POLL机制、异步通知等概念。这些概念没论是对驱动开发,还是对应用开发,都很重要。

  入门之后,假如你想从事内核开发、驱动开发,那么能够去钻研几个驱动程序(输写系统、I2C总线、SPI总线等),掌握若干个大型驱动程序后,你对内核的套路就有所了解了,再去钻研其他局部(假如进程管理、文件系统)时你会发现套路是如此通用。

  摄像头(VL42)、声卡ALSA驱动是Linux中比较复杂的2类驱动,它们是很难的,假如工作与此相关再去钻研。

  掌握了根本驱动开发才能、根本应用开发才能之后,在工作中你就能够跟别人友好沟通了,不至于一脸懵逼。

  怎么做一个可升级的系统?即便升级中途断电了,也要保证程序至少还能够运行老的版本?

  了解了init进程,你就了解了根文件系统的组成,就可以随心所欲裁剪系统,为你的项目制作出最精简的系统。

  嵌入式涉及的东西太多太杂了,如果心里没有主线,碰到什么都要去研究个透彻,最终反而忘记自己要学什么了。

  嵌入式涉及硬件知识、软件知识,软件里涉及汇编、ARM架构、C语言、Makefile、Shell;又分为bootloader、内核、驱动、基本的APP、GUI。

  比如我们会用到Makefile,了解它的基本规则,会用我们提供的Makefile就可以。

  不需要深入研究那些make函数,因为在工作中都有现成的Makefile给你使用,不需要自己去编写一套Makefile。何必花上好几天去深入研究它呢?

  比如我们会用到bootloader,难道又要花上几个月来深入研究u-boot吗?工作中基本不需要改u-boot,会用那几个命令就可以。

  甚至有些学员先去买本shell的书来学习shell命令,何必?我们在视频中用到什么命令,你不懂时再去这些命令就可以了。

  不要脱离初学者的主线:应用基础、驱动基础。有了这2个基础后,你想深入研究某部分时,再去花时间吧。

  视频里的代码,请你一定要自己去写一次、写屡次。为什么我此时写驱动那么熟?我2009年在华清远见上课时,

  每次上课我都要给学生写一次那些驱动,十几次下来闭着眼睛都知道内核的套路了。

  记不住那些函数?我也记不住,我都是去参照同类的驱动程序,这又不是闭卷考试。

  但是要理清楚思维,你写这个程序要完成什么功能、怎么实现这些功能?这个要弄清楚。

  有了思维后再写代码,不知道怎么写?没关系,看看视频,看看示例,然后关闭视频看看能否自己写出来。

  假如你决定深层钻研某方面时,我并不能带你多久。你要去看源码,去看这方面的专业书籍。

  比如想深入钻研内核的内存管理时,它有页表映射(你需要阅读ARM架构的手册)、SLAB分配器、vmalloc/malloc实现、mmap实现、缺页中断、父进程子进程之间的页面管理等等,内容非常多。有时候连书籍都没有,你需要直接啃代码。

  比如CAN总线,它可以写成一本书:CAN协议、CAN报文、Socket CAN、车身网络拓扑结构,CAN应用报文,CAN网络管理报文,CAN诊断报文。

  想做物联网网关,需要深入研究MQTT,MQTT协议相对简单,但是MQTT英文原版协议有130多页,中文版有近100页,是一本小书了。

  每个行业都有自己的业务逻辑,在掌握基本的编程能力之一,你需要结合具体的业务去深入学习。我自己在今年年初录制了一套还比较系统的入门单片机教程,想要的同学找我拿就行了免費的,私信我就可以哦~简介里也有。返回搜狐,查看更多



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