快速構建嵌入式全棧知識體系以及如何進階

隨著半導體行業趨勢的變化，以及國內對晶片行業的大力投入，國產晶片越來越多，未來嵌入式軟體工程師的工作崗位和工作內容也會隨之發生一些變化：嵌入式開發人員不再僅僅是基於晶片廠家提供的現成的開發板、BSP軟體包、產品方案去開發產品，而是有越來越多的工程師直接進入晶片原廠工作，參與晶片底層軟體的開發和維護工作：晶片測試、作業系統移植、驅動開發與維護、以及基於自家晶片產品方案的推廣和技術支持等工作。在晶片設計前期，嵌入式軟體工程師有時候還需要和IC工程師一起去測試晶片，編寫相應的測試代碼和測試案例。

工作職責和工作內容的變化，需要嵌入式軟體開發人員不斷擴充自己的知識體系，不斷學習和解鎖新的技能：C語言編程技能、軟體工程、編譯原理、計算機體系結構、作業系統、彙編語言、硬體電路，有時甚至還需要了解一些晶片設計、晶片製造、CPU內部結構等「圈外」知識。每一個新的知識點，每一門新的技能，市面上都有大量的經典書籍可以參考閱讀，但每一本書都很厚，都有自己偏向的領域和側重點，和我們的實際工程需求往往有一定偏差，都需要花大量的時間和精力去閱讀和消化，然後才能提煉出我們在嵌入式開發中所需要的一些核心知識點和關鍵技能。有了這些核心知識點和關鍵技能作為理論支撐，我們就可以在嵌入式開發中更好、更快地解決各種工程問題。

工程師都很忙，沒有大片的時間和精力去通讀各種經典書籍，或者說很少有人能堅持讀完。嵌入式開發人員的專業背景各不相同，每個人的知識儲備和點亮的技能樹也參差不齊，知識體系的不完善和基礎技能的儲備不足，往往會影響實際工作的輸出效率，在工作和學習中會遇到各種各樣的問題無法解決，學習陷入困境，或者工作陷入卡殼。

那有沒有更好的方法，快速掌握這些嵌入式開發所需要的核心知識點和關鍵技能呢？答案是：有。

基於這個現實需求，《嵌入式C語言自我修養：從晶片、編譯器到作業系統》出版了。

作者基於自己的嵌入式學習經歷和工作經驗總結，從最底層的一堆沙子開始，一步一步，帶領大家學習CPU晶片是如何設計和製造出來的，CPU內部結構是什麼樣的，CPU是如何工作的，編譯器和指令集的作用是什麼，一個程序的編譯、連結、安裝和運行的過程是怎麼樣的，程序運行時的內存世界是什麼樣的？為什麼會有內存錯誤？棧溢出攻擊是怎麼回事？如何才能真正地理解和掌握C語言？為什麼很多人在閱讀Linux內核源碼時感到很吃力，看不懂？非計算機科班的朋友如何快速掌握作業系統的核心原理和概念？如何快速理解多任務編程思想？進程、線程和協程有什麼區別？這些疑問在書中都會一一講解。

本書的寫作初衷，主要是為不同專業背景的嵌入式學員彌補理論短板：以C語言為切入點，從最底層的晶片開始，到編譯器、作業系統、軟體工程、系統框架、進程、線程、協程，搭建一個嵌入式開發所需要的完整知識體系和認知框架。不會像經典書籍那樣面面俱到，深入每一個細節，而是有的放矢，在理論和工程之間做一個平衡，一切都剛剛好：一切以滿足實際工程需要為參考點，所有學習的知識點滿足實際項目所需要的理論支撐即可，不會深入到學院派關注的各種細節和性能指標，以免深入其中無法自拔，耗費太多的時間。掌握了這些實際開發中需要的核心知識點和關鍵技能，也就補齊了理論短板，此時，相信大家也會對嵌入式開發有了一個更加清晰的整體認識，在工作中遇到各種問題，都可以嘗試用這個知識體系和認知框架去分析和解決，分析問題有了著力點，也就有了思路，也就不再迷茫。

相比其他書籍，本書堅持使用大白話寫作，通俗易懂，不怕學不會，就怕你不學。使用風趣幽默的寫作風格，以增強閱讀體驗，無論讀多久都不會覺得枯燥。

在本書內容安排上，做了很多嘗試性創新，比如獨家講解GNU C編譯器擴展語法，幫你破解閱讀Linux內核源碼時遇到的各種稀奇古怪的語法難題。

首家在ARM平台下，通過反彙編，帶你理解C語言背後的底層運行機制，深度講解程序的編譯、連結、安裝和運行原理，深度講解程序運行時的動態內存管理、內存泄漏、棧溢出攻擊示例等。

結合嵌入式開發常用的三種場景：裸機環境、RTOS、Linux，幫助大家去分析和總結這三種場景下的內存管理，讓你一覽整個嵌入式開發環境概貌。

針對當前火熱的人工智慧、AIoT、異構計算等熱門技術，從一堆沙子開始，一步一步帶你了解整個CPU晶片設計、製造、封裝流程，CPU內部結構及工作原理：流水線、cache、單發射、多發射、亂序執行，SIMD、NEON、多核、異構...

10

針對Linux內核驅動閱讀難題，在本書中也分享了C語言的OOP編程思想，教你如何使用C語言來實現OOP編程，如何利用OOP思想去分析Linux內核中複雜的驅動和子系統。

針對電子類、自動化類等跨行進入嵌入式專業的朋友，零基礎入門作業系統的核心概念，教你如何在裸機環境下使用多任務思想編程，如何使用狀態機進行任務分解，以及RTOS任務調度的核心數據結構。讓你不需要去啃大塊頭的《作業系統》書籍，直接切入作業系統最核心的知識點。

重點分享C語言的模塊化編程思想，從零開始，從一個單文件開始，一步一步教你如何去封裝一個模塊，如何去使用一個模塊，如何模塊間通信，如何建立模塊依賴，軟體如何分層，模塊如何解耦，如何將你的軟體疊代為框架，幫你樹立軟體工程的意識，框架編程思想，讓你寫的代碼更加容易擴展和維護。

ARM架構越來越流行，在手機、平板、桌面PC和伺服器領域攻城拔地，市場份額越來越大，而目前很多編譯原理都是基於X86架構來分析的。本書打破慣例，首次在ARM平台上，通過反彙編手段，剔除編譯過程中各種語法分析等對嵌入式工程師無關緊要的技術，給大家分享ARM平台下程序的編譯、連結、安裝、運行全景圖，尤其是動態連結過程、多進程如何共享動態庫、內核模塊是如何動態加載和運行的、U-boot是如何自舉並重定位的，這些嵌入式開發中經常遇到的核心知識點和難點，會帶領大家逐一分析。

本書的大部分內容基於作者幾年前錄製的、專門為嵌入式工程師打造的C語言視頻教程：C語言嵌入式Linux高級編程改編。結合幾千名學員的中肯評價和不斷反饋，幾經修改，不斷優化結構和內容安排，紙質版如今才得以和大家見面。全書正文560+頁，加上目錄、前言等，差不多600頁，握在手上，沉甸甸的，全是乾貨。寫書是枯燥的，耗時的，幾經拖延，幾經修改，最後還是跟大家見面了，用口碑和信念做編程教育，致力於分享最原汁原味的技術和乾貨知識，幾千名學員的中肯反饋和積極評價是最讓人欣慰的，也是這本書質量的保障。

願這本書也能為你的嵌入式進修盡一份

綠色圖標【‟で】liutianwang123