ARM與嵌入式linux入門(mén)建議

　　由于很多人總問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，所以這里做一個(gè)總結文檔供大家參考。這里必須先說(shuō)明，以下的步驟都是針對Linux系統的，并不面向WinCE。也許你會(huì )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(chǎn)家提供的資料也是以linux為主。我一直很難理解，其實(shí)WinCE的界面比linux的界面好看多了，使用起來(lái)也很方便，更為重要的是，WinCE的開(kāi)發(fā)和Windows下的開(kāi)發(fā)基本一樣，學(xué)起來(lái)簡(jiǎn)單得多，但是學(xué)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(shí)我了解到，他們公司從沒(méi)考慮使用WinCE，因為成本高，都是使用linux進(jìn)行開(kāi)發(fā)。我讀研究生的的實(shí)驗室中也沒(méi)有使用WinCE的，大都研究linux，也有少部分項目使用vxwork，但是就沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)使用WinCE的，原因就是開(kāi)源!當然現在WinCE6.0聽(tīng)說(shuō)也開(kāi)源，不過(guò)在成本和資源上linux已經(jīng)有了無(wú)人能擋的優(yōu)勢。與此相對應的是，越來(lái)越多的電子廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)始使用linux開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。舉個(gè)例子，Google近期開(kāi)發(fā)的智能手機操作系統Android其實(shí)就是使用linux-2.6.23內核進(jìn)行改進(jìn)得到的。

　　第一，學(xué)習基本的裸機編程。

　　對于學(xué)硬件的人而言，必須先對硬件的基本使用方法有感性的認識，更必須深刻認識該硬件的控制方式，如果一開(kāi)始就學(xué)linux系統、學(xué)移植那么只會(huì )馬上就陷入一個(gè)很深的漩渦。我在剛剛開(kāi)始學(xué)ARM的時(shí)候是選擇ARM7(主意是當時(shí)ARM9還很貴)，學(xué)ARM7的時(shí)候還是保持著(zhù)學(xué)51單片機的思維，使用ADS去編程，第一個(gè)實(shí)驗就是控制led。學(xué)過(guò)一段時(shí)間ARM的人都會(huì )笑這樣很笨，實(shí)際上也不是，我倒是覺(jué)得有這個(gè)過(guò)程會(huì )好很多，因為無(wú)論做多復雜的系統最終都會(huì )落實(shí)到這些最底層的硬件控制，因此對這些硬件的控制有了感性的認識就好很多了。

　　學(xué)習裸機的編程的同時(shí)要好好理解這個(gè)硬件的構架、控制原理，這些我稱(chēng)他為理解硬件。所謂的理解硬件就是說(shuō)，理解這個(gè)硬件是怎么組織這么多資源的，這些資源又是怎么由cpu、由編程進(jìn)行控制的。比如說(shuō)，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(lái)控制，這些寄存器都有一個(gè)地址，那么這些地址是什么意思?又怎么通過(guò)寄存器來(lái)控制這些外圍設備的運轉?還有，norflash內部的每一個(gè)單元在這個(gè)芯片的內存中都有一個(gè)相應的地址單元，那么這些地址與剛剛說(shuō)的寄存器地址又有什么關(guān)系?他們是一樣的嗎?而與norflash相對應的nandflash內部的儲存單元并不是線(xiàn)性排放的，那么s3c2410怎么將nandflash的地址映射在內存空間上進(jìn)行使用?或者簡(jiǎn)單地說(shuō)應該怎么用nandflash?再有，使用ADS進(jìn)對ARM9行編程時(shí)都需要使用到一個(gè)初始化的匯編文件，這個(gè)文件究竟有什么用?他里面的代碼是什么意思?不要這個(gè)可以嗎?

　　諸如此類(lèi)都是對硬件的理解，理解了這些東西就對硬件有很深的理解了，這對以后更深一步的學(xué)習將有很大的幫助，如果跳過(guò)這一步，我相信越往后學(xué)越會(huì )覺(jué)得迷茫，越覺(jué)得這寫(xiě)東西深不可測。因為，你的根基沒(méi)打好。

　　不過(guò)先聲明一下，本人并沒(méi)有使用ADS對ARM9進(jìn)行編程，我是學(xué)完ARM7后直接就使用ARM9學(xué)linux系統的，因此涉及使用ADS對ARM9進(jìn)行編程的問(wèn)題我很難回答^_^，自己去研究研究吧。

　　對于這部分不久將提供一份教程，這個(gè)教程中的例程并不是我為我們所代理的板子寫(xiě)的，是我在我們學(xué)院實(shí)驗室拿的，英培特為他們自己 的實(shí)驗箱寫(xiě)的，不過(guò)很有借鑒意義，可以作為一份有價(jià)值的參考。

　　第二，使用linux系統進(jìn)行一些基本的實(shí)驗。

　　在買(mǎi)一套板子的時(shí)候一般會(huì )提供一些linux的試驗例程，好好做一段時(shí)間這個(gè)吧，這個(gè)過(guò)程也是很有意義的，也是為進(jìn)一步的學(xué)習積累感性認識，你能想象一個(gè)從沒(méi)有使用過(guò)linux系統的人能學(xué)好linux的編程嗎?好好按照手冊上的例程做一做里面的實(shí)驗，雖然有點(diǎn)娃娃學(xué)走路，有點(diǎn)弱智，但是我想很多高手都會(huì )經(jīng)歷這個(gè)過(guò)程。

　　在這方面我們深藍科技目前沒(méi)有計劃提供相應的例程，主要是開(kāi)發(fā)板的提供商會(huì )提供很豐富的例程，我們不做重復工作，只提供他們沒(méi)有的、最有價(jià)值的東西給大家。

　　第三，研究完整的linux系統的的運行過(guò)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)。

　　那么這3部分是怎么相互協(xié)作來(lái)構成這個(gè)系統的呢?各自有什么用呢?三者有什么聯(lián)系?怎么聯(lián)系?系統的執行流程又是怎么樣的呢?搞清楚這個(gè)問(wèn)題你對整個(gè)系統的運行就很清楚了，對于下一步制作這個(gè)linux系統就打下了另一個(gè)重要的根基。介紹這方面的資料網(wǎng)上可以挖掘到幾噸，自己好好研究吧。

　　第四，開(kāi)始做系統移植。

　　上面說(shuō)到完整的linux有3部分，而且你也知道了他們之間的關(guān)系和作用，那么現在你要做的便是自己動(dòng)手學(xué)會(huì )制作這些東西。

　　當然我不可能叫你編寫(xiě)這些代碼，這不實(shí)現。事實(shí)上這個(gè)3者都能在網(wǎng)下載到相應的源代碼，但是這個(gè)源代碼不可能下載編譯后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(gè)修改的過(guò)程就叫移植。在進(jìn)行移植的過(guò)程中你要學(xué)的東西很多，要懂的相關(guān)知識也很多，等你完成了這個(gè)過(guò)程你會(huì )發(fā)現你已經(jīng)算是一個(gè)初出茅廬的高手了。

　　在這個(gè)過(guò)程中如果你很有研究精神的話(huà)你必然會(huì )想到看源代碼。很多書(shū)介紹你怎么閱讀linux源代碼，我不提倡無(wú)目的地去看linux源代碼，用許三多的話(huà)說(shuō)，這沒(méi)有意義。等你在做移植的時(shí)候你覺(jué)得你必須去看源代碼時(shí)再去找基本好書(shū)看看，這里我推薦一本好書(shū)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(shū)，說(shuō)得很深，建議先提高自己的C語(yǔ)言編程水平再去看。

　　至于每個(gè)部分的移植網(wǎng)上也可以找到好多噸的資料，自己研究研究吧，不過(guò)要提醒的是，很多介紹自己經(jīng)驗的東西都或多或少有所保留，你按照他說(shuō)的去做總有一些問(wèn)題，但是他不會(huì )告訴你怎么解決，這時(shí)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(wèn)題，因為我未必遇到過(guò)你的問(wèn)題，不過(guò)我相信能給你一點(diǎn)建議，也許有助你解決問(wèn)題。

　　這一步的最終目的是，從源代碼的官方主頁(yè)上(都是外國的，悲哀)下載標準的源代碼包，然后進(jìn)行修改，最終運行在板子上。

　　盜用阿基米德的一句話(huà)：“給我一根網(wǎng)線(xiàn)，我能將linux搞定”。

　　第五，研究linux驅動(dòng)程序的編寫(xiě)。

　　移植系統并不是最終的目的，最終的目的是開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，做項目，這些都要進(jìn)行驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。

　　Linux的驅動(dòng)程序可以說(shuō)是五花八門(mén)，linux2.4和linux2.6的編寫(xiě)有相當大的區別，就是同為linux2.6但是不同版本間的驅動(dòng)程序也有區別，因此編寫(xiě)linux的驅動(dòng)程序變都不是那么容易的事情，對于最新版本的驅動(dòng)程序的編寫(xiě)甚至還沒(méi)有足夠的參考資料。那么我的建議就是使用、移植一個(gè)不算很新的版本內核，這樣到時(shí)學(xué)驅動(dòng)的編程就有足夠的資料了。

　　這部分的推薦書(shū)籍可以參考另一篇文章《推薦幾本學(xué)習嵌入式linux的書(shū)籍》。

　　第六，研究應用程序的編寫(xiě)。

　　做作品做項目除了編寫(xiě)驅動(dòng)程序，最后還要編寫(xiě)應用程序?，F在的趨勢是圖形應用程序的開(kāi)發(fā)，而圖形應用程序中用得最多的還是qt/e函數庫。我一直就使用這個(gè)函數庫來(lái)開(kāi)發(fā)自己的應用程序，不過(guò)我希望你能使用國產(chǎn)的MiniGUI函數庫。盜用周杰倫的廣告詞就是“支持國產(chǎn)，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(shuō)是相當不錯的，我曾使用過(guò)來(lái)開(kāi)發(fā)ARM7的程序。不過(guò)MiniGUI最大的不好就是沒(méi)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(jīng)幻想過(guò)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(kāi)發(fā)像qtopia這樣的圖形操作平臺，不過(guò)由于水平有限這只能是幻想了，呵呵。

　　完成這一步你基本就學(xué)完了嵌入式linux的全部?jì)热萘恕?/p>

　　還有一個(gè)小小的經(jīng)驗想和大家分享。我在學(xué)習嵌入式linux的過(guò)程中很少問(wèn)人，客觀(guān)原因是身邊的老師、同學(xué)師兄都沒(méi)有這方面的高手，主觀(guān)原因是我不喜歡問(wèn)人，喜歡自己研究解決問(wèn)題。這樣做有個(gè)好處，就是可以提高自己解決問(wèn)題的能力，因為做這些東西總有很多問(wèn)題你難以理解，別人也沒(méi)有這方面的經(jīng)驗，也不是所有問(wèn)題都有人給你答案，這時(shí)必須要自己解決問(wèn)題，這樣，個(gè)人的解決問(wèn)題能力就顯得非常關(guān)鍵了。因此我的建議就是一般的問(wèn)題到網(wǎng)上搜索一下，確實(shí)找不到答案了就問(wèn)問(wèn)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(wèn)題。

　　記住，問(wèn)題是學(xué)習的最好機會(huì )。