ARM與嵌入式linux入門建議

2021-01-06 電子產品世界

  由於很多人總問這個問題,所以這裡做一個總結文檔供大家參考。這裡必須先說明,以下的步驟都是針對Linux系統的,並不面向WinCE。也許你會注意到,現在做嵌入式的人中,做linux研究的人遠比做WinCE的人多,很多產家提供的資料也是以linux為主。我一直很難理解,其實WinCE的界面比linux的界面好看多了,使用起來也很方便,更為重要的是,WinCE的開發和Windows下的開發基本一樣,學起來簡單得多,但是學linux或者使用linux做嵌入式的人就是遠比WinCE多。在和很多工作的人交流時我了解到,他們公司從沒考慮使用WinCE,因為成本高,都是使用linux進行開發。我讀研究生的的實驗室中也沒有使用WinCE的,大都研究linux,也有少部分項目使用vxwork,但是就沒有聽說過使用WinCE的,原因就是開源!當然現在WinCE6.0聽說也開源,不過在成本和資源上linux已經有了無人能擋的優勢。與此相對應的是,越來越多的電子廠商已經開始使用linux開發產品。舉個例子,Google近期開發的智慧型手機作業系統Android其實就是使用linux-2.6.23內核進行改進得到的。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201705/359879.htm

  第一,學習基本的裸機編程。

  對於學硬體的人而言,必須先對硬體的基本使用方法有感性的認識,更必須深刻認識該硬體的控制方式,如果一開始就學linux系統、學移植那麼只會馬上就陷入一個很深的漩渦。我在剛剛開始學ARM的時候是選擇ARM7(主意是當時ARM9還很貴),學ARM7的時候還是保持著學51單片機的思維,使用ADS去編程,第一個實驗就是控制led。學過一段時間ARM的人都會笑這樣很笨,實際上也不是,我倒是覺得有這個過程會好很多,因為無論做多複雜的系統最終都會落實到這些最底層的硬體控制,因此對這些硬體的控制有了感性的認識就好很多了。

  學習裸機的編程的同時要好好理解這個硬體的構架、控制原理,這些我稱他為理解硬體。所謂的理解硬體就是說,理解這個硬體是怎麼組織這麼多資源的,這些資源又是怎麼由cpu、由編程進行控制的。比如說,s3c2410中有AD轉換器,有GPIO(通用IO口),還有nandflash控制器,這些東西都有一些寄存器來控制,這些寄存器都有一個地址,那麼這些地址是什麼意思?又怎麼通過寄存器來控制這些外圍設備的運轉?還有,norflash內部的每一個單元在這個晶片的內存中都有一個相應的地址單元,那麼這些地址與剛剛說的寄存器地址又有什麼關係?他們是一樣的嗎?而與norflash相對應的nandflash內部的儲存單元並不是線性排放的,那麼s3c2410怎麼將nandflash的地址映射在內存空間上進行使用?或者簡單地說應該怎麼用nandflash?再有,使用ADS進對ARM9行編程時都需要使用到一個初始化的彙編文件,這個文件究竟有什麼用?他裡面的代碼是什麼意思?不要這個可以嗎?

  諸如此類都是對硬體的理解,理解了這些東西就對硬體有很深的理解了,這對以後更深一步的學習將有很大的幫助,如果跳過這一步,我相信越往後學越會覺得迷茫,越覺得這寫東西深不可測。因為,你的根基沒打好。

  不過先聲明一下,本人並沒有使用ADS對ARM9進行編程,我是學完ARM7後直接就使用ARM9學linux系統的,因此涉及使用ADS對ARM9進行編程的問題我很難回答^_^,自己去研究研究吧。

  對於這部分不久將提供一份教程,這個教程中的例程並不是我為我們所代理的板子寫的,是我在我們學院實驗室拿的,英培特為他們自己 的實驗箱寫的,不過很有借鑑意義,可以作為一份有價值的參考。

  第二,使用linux系統進行一些基本的實驗。

  在買一套板子的時候一般會提供一些linux的試驗例程,好好做一段時間這個吧,這個過程也是很有意義的,也是為進一步的學習積累感性認識,你能想像一個從沒有使用過linux系統的人能學好linux的編程嗎?好好按照手冊上的例程做一做裡面的實驗,雖然有點娃娃學走路,有點弱智,但是我想很多高手都會經歷這個過程。

  在這方面我們深藍科技目前沒有計劃提供相應的例程,主要是開發板的提供商會提供很豐富的例程,我們不做重複工作,只提供他們沒有的、最有價值的東西給大家。

  第三,研究完整的linux系統的的運行過程。

  所謂完整的linux系統包括哪些部分呢?

  三部分:bootloader、linux kernel(linux內核)、rootfile(根文件系統)。

  那麼這3部分是怎麼相互協作來構成這個系統的呢?各自有什麼用呢?三者有什麼聯繫?怎麼聯繫?系統的執行流程又是怎麼樣的呢?搞清楚這個問題你對整個系統的運行就很清楚了,對於下一步製作這個linux系統就打下了另一個重要的根基。介紹這方面的資料網上可以挖掘到幾噸,自己好好研究吧。

  第四,開始做系統移植。

  上面說到完整的linux有3部分,而且你也知道了他們之間的關係和作用,那麼現在你要做的便是自己動手學會製作這些東西。

  當然我不可能叫你編寫這些代碼,這不實現。事實上這個3者都能在網下載到相應的原始碼,但是這個原始碼不可能下載編譯後就能在你的系統上運行,需要很多的修改,直到他能運行在你的板子上,這個修改的過程就叫移植。在進行移植的過程中你要學的東西很多,要懂的相關知識也很多,等你完成了這個過程你會發現你已經算是一個初出茅廬的高手了。

  在這個過程中如果你很有研究精神的話你必然會想到看原始碼。很多書介紹你怎麼閱讀linux原始碼,我不提倡無目的地去看linux原始碼,用許三多的話說,這沒有意義。等你在做移植的時候你覺得你必須去看原始碼時再去找基本好書看看,這裡我推薦一本好書倪繼利的《linux內核的分析與編程》,這是一本針對linux-2.6.11內核的書,說得很深,建議先提高自己的C語言編程水平再去看。

  至於每個部分的移植網上也可以找到好多噸的資料,自己研究研究吧,不過要提醒的是,很多介紹自己經驗的東西都或多或少有所保留,你按照他說的去做總有一些問題,但是他不會告訴你怎麼解決,這時就要靠自己,如果自己都靠不住就找我一起研究研究吧,我也不能保證能解決你的問題,因為我未必遇到過你的問題,不過我相信能給你一點建議,也許有助你解決問題。

  這一步的最終目的是,從原始碼的官方主頁上(都是外國的,悲哀)下載標準的原始碼包,然後進行修改,最終運行在板子上。

  盜用阿基米德的一句話:「給我一根網線,我能將linux搞定」。

  第五,研究linux驅動程序的編寫。

  移植系統並不是最終的目的,最終的目的是開發產品,做項目,這些都要進行驅動程序的開發。

  Linux的驅動程序可以說是五花八門,linux2.4和linux2.6的編寫有相當大的區別,就是同為linux2.6但是不同版本間的驅動程序也有區別,因此編寫linux的驅動程序變都不是那麼容易的事情,對於最新版本的驅動程序的編寫甚至還沒有足夠的參考資料。那麼我的建議就是使用、移植一個不算很新的版本內核,這樣到時學驅動的編程就有足夠的資料了。

  這部分的推薦書籍可以參考另一篇文章《推薦幾本學習嵌入式linux的書籍》。

  第六,研究應用程式的編寫。

  做作品做項目除了編寫驅動程序,最後還要編寫應用程式。現在的趨勢是圖形應用程式的開發,而圖形應用程式中用得最多的還是qt/e函數庫。我一直就使用這個函數庫來開發自己的應用程式,不過我希望你能使用國產的MiniGUI函數庫。盜用周杰倫的廣告詞就是「支持國產,支持MiniGUI」。MiniGUI的編程比較相似Windows下的VC編程,比較容易上手,效果應該說是相當不錯的,我曾使用過來開發ARM7的程序。不過MiniGUI最大的不好就是沒有像qtopia這樣的圖形操作平臺,這大大限制了他的推廣,我曾經幻想過與北京飛漫公司(就是MiniGUI的版權擁有者)合作使用MiniGUI函數庫開發像qtopia這樣的圖形操作平臺,不過由於水平有限這只能是幻想了,呵呵。

  完成這一步你基本就學完了嵌入式linux的全部內容了。

  還有一個小小的經驗想和大家分享。我在學習嵌入式linux的過程中很少問人,客觀原因是身邊的老師、同學師兄都沒有這方面的高手,主觀原因是我不喜歡問人,喜歡自己研究解決問題。這樣做有個好處,就是可以提高自己解決問題的能力,因為做這些東西總有很多問題你難以理解,別人也沒有這方面的經驗,也不是所有問題都有人給你答案,這時必須要自己解決問題,這樣,個人的解決問題能力就顯得非常關鍵了。因此我的建議就是一般的問題到網上搜索一下,確實找不到答案了就問問高手,還是不行了就自己去研究,不要一味去等別人幫你解決問題。

  記住,問題是學習的最好機會。

相關焦點

  • 嵌入式linux新手入門手記-搭建基本工作平臺
    從事單片機,DSP開發十多年,但是一直沒有接觸過嵌入式linux。2014年初由於公司的項目需要,決定引入嵌入式linux的平臺進行產品研發,從這個時候開始正式接觸嵌入式linux,並開始在linux上進行工作。到現在差不多1年半,現在將這個過程重新整理出來,和大家一起分享,同時也給自己留一個記錄。
  • 嵌入式linux與ARM開發板的入門建議
    三部分:bootloader、linux kernel(linux內核)、rootfile(根文件系統)。 那麼這3部分是怎麼相互協作來構成這個系統的呢?各自有什麼用呢?三者有什麼聯繫?怎麼聯繫?系統的執行流程又是怎麼樣的呢?搞清楚這個問題你對整個系統的運行就很清楚了,對於下一步製作這個linux系統就打下了另一個重要的根基。介紹這方面的資料網上可以挖掘到幾噸,自己好好研究吧。
  • ARM在嵌入式linux內核裁剪與移植的應用
    嵌入式linux是大勢所趨,其巨大的市場潛力與醞釀的無限商機必然會吸引眾多的廠商進入這一領域。本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/149868.htm1 嵌入式linux作業系統Linux是一類Unix計算機作業系統的統稱。Linux作業系統的內核的名字也是Linux.Linux作業系統也是自由軟體和開放原始碼發展中最著名的例子。
  • Ubuntu 16.04 LTS-嵌入式交叉編譯環境arm-linux-gcc搭建過程圖解
    在該環境下編譯出嵌入式Linux系統所需的作業系統、應用程式等,然後再上傳到目標機上。交叉編譯工具鏈是為了編譯、連結、處理和調試跨平臺體系結構的程序代碼。對於交叉開發的工具鏈來說,在文件名稱上加了一個前綴,用來區別本地的工具鏈。例如,arm-linux-表示是對arm的交叉編譯工具鏈;arm-linux-gcc表示是使用gcc的編譯器。
  • 嵌入式Linux學習方法 適合初學者設計學習計劃
    又是arm,又是linux,又是uboot頭都大了。不知道自己究竟從哪裡開始?本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/361182.htm  下面就跟著我學習設計嵌入式工程師的修煉日記吧!
  • PXA255的嵌入式Linux應用平臺的構建
    本文將介紹如何在Intel XScale PXA255上構建嵌入式Linux應用平臺。一個嵌入式Linux系統的構建由以下步驟組成:加載Bootloader引導程序、交叉編譯環境下加載和編譯Linux內核和與之配套的根文件系統等,下面就逐步介紹各個步驟的實現情況。
  • 淺析gcc、arm-linux-gcc和arm-elf-gcc的關係
    四、arm-linux-gccarm-linux-gcc 是基於 ARM 目標機的交叉編譯軟體,arm-linux-gcc 跟 GCC 所需的安裝包不同,但僅僅是名字不同而已,這是為什麼呢?arm-linux-gcc 使用 GNU 的 Glibc,而 arm-elf-gcc 一般使用 uClibc/uC-libc 或者使用 RedHat專門為嵌入式系統的開發的C庫newlib。只是所應用的領域不同而已,Glibc是針對PC開發的,uClibc/uC-libc是與Glibc API兼容的小型化C語言庫,實現了Glibc部分功能。
  • 初學嵌入式linux及ARM開發板的五點建議
    很多書介紹你怎麼閱讀linux原始碼,我不提倡無目的地去看linux原始碼,用許三多的話說,這沒有意義。等你在做移植的時候你覺得你必須去看原始碼時再去找基本好書看看,這裡我推薦一本好書倪繼利的《linux內核的分析與編程》,這是一本針對linux-2.6.11內核的書,說得很深,建議先提高自己的C語言編程水平再去看。
  • 嵌入式ARM-Linux平臺上的編譯、配置和運行使用
    /configure配置編譯環境;執行make進行編譯export ARCH=armexport CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-.執行make進行編譯,完成後執行make install,編譯好的openssl庫和頭文件等被安裝在目錄/usr/local/ssl下export ARCH=armexport CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-.
  • Linux 系統下ARM Linux交叉編譯環境crosstool工具
    cross-2.95.3.tar.bz2一般是交叉編譯2.4的linux內核的,而arm-linux-gcc-3.3.2.tar.bz2一般是交叉編譯2.6版本的內核的。二、自己動手慢慢編譯。這個方法是最麻煩的,需要下載很多源文件,步驟多比較繁瑣,成功率不高,極其容易出錯,即使是經驗豐富程式設計師,自己編譯一套完整的工具鏈也是很難成功的。
  • 如何在Linux系統中手動安裝arm-linux-gcc交叉編譯工具
    嵌入式開發少不了arm開發平臺。要編譯出能在arm平臺上運行的程序,必須使用交叉編譯工具arm-linux-gcc、arm-linux-ld、arm-linux-objcopy、arm-linux-objdump等。arm-linux-gcc是幹什麼的?gcc是linux系統下面用來將代碼編譯成一個可執行程序的手段。
  • 基於嵌入式Linux的MapInfo格式地圖顯示
    MiniGUI的移植對嵌入式平臺的開發首先都要建立交叉編譯環境和最終的運行環境。針對筆者所採用的ARM-Linux平臺,交叉編譯是為了在採用linux的宿主PC機上生成最終在ARM處理器上linux作業系統下可運行的代碼。而建立運行環境是將一些必要的資源文件安裝到程序運行的 ARM-Linux平臺上。
  • arm-linux-gcc的安裝
    :本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201611/322611.htm1、網上下載個壓縮包arm-linux-gcc,這個壓縮包網上有很多,版本也有很多,我下載的是arm-linux-gcc-4.4.3-20100728.tar.gz2、解壓arm-linux-gcc
  • 用OpenEmbedded構建嵌入式Linux系統
    本篇文章主要是教大家如何用OpenEmbedded構建嵌入式的Linux系統,不過它做得太複雜,如果不出問題,用起來很方便,但是一旦出點問題,就不知道該怎樣去弄了。作者是用Embedded-LFS構建的,它非常簡單,當然功能也要弱一些,對於只想玩玩的初學者還是有幫助的。
  • ARM和Linux交叉開發環境的搭建過程
    嵌入式系統通常是一個資源受限的系統,因此直接在嵌入式系統的硬體平臺上編寫軟體比較困難,有時候甚拿是不可能的.目前一般採用的解決辦法是首先在通用計算機上編寫程序,然後通過交叉編譯生成目標平臺七可以運行的二進位代碼格式,最後再下載到目標平臺上的特定位置.卜運行.用來編譯這種程序的編譯器就叫交叉編譯器。為了不跟本地編譯器混淆,交叉編澤器的名字一般都有前綴。例如:arm.1inux—gcc。
  • 某嵌入式培訓機構教學總監總結的嵌入式學習路線
    曾經是某見的教學總監,我帶出來的學生也有大幾千了,基本都從事linux相關工作。網上看了很多的嵌入式學習路線,有的還湊活,有的純粹是打廣告賣板子,有的東拼西湊,簡直是嵌入式勸退指南。大致給你梳理一下我從事的一個嵌入式的課程培訓體系吧。基礎個人建議只要會一些基本的操作就行了,不需要太深入的學習每一個命令,用到的時候會去搜索就行了。
  • 某嵌入式培訓機構教學總監總結的嵌入式學習路線
    網上看了很多的嵌入式學習路線,有的還湊活,有的純粹是打廣告賣板子,有的東拼西湊,簡直是嵌入式勸退指南。大致給你梳理一下我從事的一個嵌入式的課程培訓體系吧。基礎個人建議只要會一些基本的操作就行了,不需要太深入的學習每一個命令,用到的時候會去搜索就行了。
  • 嵌入式arm開發學習第五天
    嵌入式arm學習第五天相關概念: i:輸入 o:輸出 clk:時鐘 src:源 div:分頻/降頻 inv:翻轉 invert sel:選擇 slave:外設 master:cpucpu通過uart串口訪問上位機流程:
  • Linux 對 ARM 的支持一團糟
    他回憶說,幾年前,當ARM晶片製造商開始在他們的設備中添加對linux的支持。他們急於推出嵌入式設備, 不加考慮地針對 Linux 內核做了很多與特定設備相關的改動。他們同樣忽視了GPL v2 licence要求,未能把發布的改動及時提交給linux 內核主幹維護人員。 當他們把代碼送給linus審閱時,很多的改動根本就是垃圾——這些代碼不能保證系統運行在其他設備上。
  • 嵌入式Linux中如何進行截屏?
    在桌面級作業系統中,下載一個截圖軟體就能實現截屏操作,但在嵌入式Linux系統中,要實現小小的截圖功能卻沒有那麼簡單。本文為您介紹嵌入式Linux系統中實現截屏功能的方法和步驟。