關於嵌入式Linux做底層還是應用，要掌握什麼技能

很多學習嵌入式的新人、工程師，在學習到半途中，總會感覺到迷茫，不知道自己從哪方面入手、進階，也不知道自己目前處於學習的哪個層次，不清楚往後從哪方面來提升自己。

針對這些工程師常見的情況，今天就給來看一下嵌入式學習，下一階段的你需要掌握些什麼。

嵌入式工程師的職業方向

學習嵌入式，大致來說可以分為四個方向：

一、嵌入式硬體開發：熟悉電路等知識，非常熟悉各種常用元器件，掌握模擬電路和數字電路設計的開發才能。熟練掌握嵌入式硬體知識，熟悉硬體開發模式和設計模式，熟悉ARM32位處理器嵌入式硬體平台開發、並具備產品開發經歷。精通常用的硬體設計工具：Protel/PADS(PowerPCB)/Cadence/OrCad。一般須要有4~8層高速PCB設計經歷。

二、嵌入式驅動開發：熟練掌握Linux作業系統、系統構造、計算機組成原理、數據構造相關知識。熟悉嵌入式ARM開發，至少掌握Linux字符驅動程序開發。具有單片機、ARM嵌入式處理器的移植開發才能，了解硬體原理圖，能獨立完成相關硬體驅動調試，具有紮實的硬體知識，能夠依據晶片手冊編寫軟體驅動程序。

三、嵌入式系統開發：掌握Linux系統配置，精通處理器體系構造、編程環境、指令集、尋址方式、調試、彙編和混合編程等方面的內容;掌握Linux文件系統製作，熟悉各種文件系統格式(YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK等)；熟悉嵌入式Linux啟動流程，熟悉Linux配置文件的修改;掌握內核裁減、內核移植、交叉編譯、內核調試、啟動程序Bootloader編寫、根文件系統製作和集成部署Linux系統等整個流程;、熟悉搭建Linux軟體開發環境(庫文件的交叉編譯及環境配置等);

四、嵌入式軟體開發：精通Linux作業系統的概念和安裝方法、Linux下的根本命令、管理配置和編輯器，包括VI編輯器，GCC編譯器，GDB調試器和 Make項目管理工具等知識;精通C語言的高級編程知識，包括函數與程序構造、指針、數組、常用算法、庫函數的使用等知識、數據構造的根底內容，包括鍊表、隊列等;掌握面向對象編程的根本思想，以及C++語言的根底內容;

精通嵌入式Linux下的程序設計，精通嵌入式Linux開發環境，包括系統編程、文件I/O、多進程和多線程、網絡編程、GUI圖形介面編程、數據庫;熟悉常用的圖形庫的編程，如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。

公司的日常活動還是看公司的規模，大一點的一般只是讓你負責一個模塊，這樣你就要精通一點。若是公司比較小的話大約要你什麼都做一點。還要了解點硬體的東西。

說了這麼多，依據我個人經歷而言，做嵌入式和純軟體的最大區別在於：

純軟進修的是一門語言，例如C,C++,java,甚至Python，語言說到底只是一門工具，就像學會英語法語日語一樣。

但嵌入式進修的是軟件+硬體，通俗的講，它學的是做系統做產品，考究的是除了詳細的語言工具，更多的是如何將一個產品分解為詳細可實施的軟體和硬體，以及更小的單元。

不少人問，將來就業到底是選驅動還是選應用？只能說憑興趣，並且驅動和應用並不是截然分開的。詳細理由有如下幾點：

1）我們說的驅動，其實並不局限於硬體的操作，還有作業系統的原理、進程的休眠喚醒調度等概念。想寫出一個好的應用，想比較好的攻克應用碰到的問題，這些知識大家應該都懂。

2）做應用的開展路徑個人認為就是業務純熟。假如在通信行業、IPTV行業、手機行業，行業需求很了解。

3）做驅動，其實不能稱為「做驅動」，而是能夠稱為「做底層系統」，做好了這是通殺各行業。假如一個人工作幾年，做過手機、IPTV、會議電視，但是這些產品對他毫沒差別，由於他只做底層。當應用出現問題，攻克不了時，他就能夠從內核角度給他們出主見，提供工具。做底層的開展方向，應該是技術專家。4）其實，做底層還是做應用，之間並沒有一個界線，有底層經歷，再去做應用，會感覺很踏實。有了業務經歷，再了解一下底層，很快就能夠組成一個團隊。

嵌入式Linux底層系統包含哪些東西

嵌入式Linux里含有bootloader,內核,驅動程序、根文件系統這4大塊。

一、bootloader

它就是一個稍微複雜的裸板程序。但是要把這裸板程序看懂寫好一點都不容易。Windows下好用的工具弱化了我們的編程才能。很多人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。能答覆這幾個問題嗎？Q:一上電，CPU從哪裡取指令執行？A:一般從Flash上指令。

Q:但是Flash一般是只能讀不能直接寫的，假如用到全局變量，這些全局變量在哪裡？A:全局變量應該在內存里。Q:那麼誰把全局變量放到內存里去？A:長期用ADS、KEIL的朋友，你能答覆嗎？這須要"重定位"。在ADS或KEIL里，重定位的代碼是製作這些工具的公司幫你寫好了。你可曾去瀏覽過？

Q:內存那麼大，我怎麼知道把"原來存在Flash上的內容"讀到內存的"哪個地址去"？A:這個地址用"連結腳本"決定，在ADS里有scatter文件，KEIL里也有類似的文件。但是，你去鑽研過嗎？Q:你說重定位是把程序從Flash複製到內存，那麼這個程序能夠讀Flash啊？A:是的，要能操作Flash。當然不僅僅是這些，還有設置時鐘讓系統運行得更快等等。

先自問自答到這裡吧，對於bootloader這一個裸板程序，其實有3局部要點：

對硬體的操作

對硬體的操作，須要看原理圖、晶片手冊。這須要一定的硬體知識，不要求能設計硬體，但是至少能看懂;不求能看懂模擬電路，但是要能看懂數字電路。這方面的才能在學校里都能夠學到，微機原理、數字電路這2本書就足夠了。

想速成的話，就先放掉這塊吧，不懂就GOOGLE、發貼。另外，晶片手冊是肯定要讀的，別去找中文的，就看英文的。初始是非常痛苦，以後就會發現那些語法、詞彙一旦熟悉後，讀任何晶片手冊都很容易。

對ARM體系處理器的了解

對ARM體系處理器的了解,能夠看杜春蕾的<>M體系架構與編程>，裡面講有彙編指令，有異常模式、MMU等。也就這3塊內容須要了解。

程序的根本概念：重定位、棧、代碼段數據段BSS段等

程序的根本概念，王道當然是去看編譯原理了。可惜，這類書絕對是天書級別的。若非超級天才還是別去看了。能夠看韋東山的<嵌入式Linux應用開發完全手冊>。

對於bootloader，能夠先看<>M體系架構與編程>，然後自己寫程序把各個硬體的實驗都做一遍，假如GPIO、時鐘、SDRAM、UART、NAND。把它們都弄清楚了，組在一起就很容易看懂u-boot了。

總結一下，看懂硬體原理圖、看晶片手冊，這都須要自己去找資料。

二、內核

想速成的人，先跨過內核的進修，直接進修怎麼寫驅動。

想成為高手，內核必需深刻了解。注意，是了解，要對裡面的調度機制、內存管理機制、文件管理機制等等有所了解。舉薦兩本書：

1.通讀<>x內核完全注釋>,請看薄的那本

2.選讀<>x內核情景分析>,想了解哪一塊就讀哪一節

三、驅動

驅動包含兩局部：硬體自身的操作、驅動程序的框架。又是硬體，還是要看得懂原理圖、讀得懂晶片手冊，多練吧。

硬體自身的操作

說到驅動框架，有一些書介紹一下。LDD3,即<>x設備驅動>，老外寫的那本，裡面介紹了不少概念，值得一讀。但是，它的作用也就限於介紹概念了。入門之前能夠用它來熟悉一下概念。

驅動程序的框架

驅動方面比較全的介紹，應該是宋寶華的<>x設備驅動開發詳解>了。要想深層了解某一塊，<>x內核情景分析>絕對是超5星級舉薦。別指望把它讀完，1800多頁，高低兩冊呢。某一塊不清楚時，就去翻一下它。任何一局部，這書都能夠講上2、3百頁，非常詳細。並且是以某個宗旨來帶你分析內核源碼。它以Linux2.4為例，但是原理相通，同樣適用於其它版本的Linux。

把手上的開發板所波及的硬體，都去嘗試寫一個驅動吧。有問題就先"痛苦地思考"，思考的過程中會把很多不相關的知識串聯起來，最終貫通。

四、根文件系統

大家有沒有想過這2個問題：

Q:對於Linux做出來的產品，有些用作監控、有些做手機、有些做平板。那麼內核啟動後，掛載根文件系統後，應該啟動哪一個應用程式呢？

A:內核不知道也不管應該啟動哪一個用戶程序。它只啟動init這一個應用程式，它對應/sbin/init。

顯然，這個應用程式就要讀取配置文件，依據配置文件去啟動用戶程序(監控、手冊介面、平板介面等等，這個問題提示我們，文件系統的內容是有一些約定的，假如要有/sbin/init，要有配置文件。

Q:你寫的hello,world程序，有沒有想過裡面用到的printf是誰實現的？

A:這個函數不是你實現的，是庫函數實現的。它運行時，得找到庫。

這個問題提示我們，文件系統里還要有庫。

簡略的自問自答到這裡，要想深層了解，能夠看一下busybox的init.c，就能夠知道init進程做的事情了。當然，也能夠看<嵌入式Linux應用開發完全手冊>里構建根文件系統那章。

嵌入式Linux進修書籍舉薦

1.硬體方面的書:?微機原理、數字電路，高校里的教材。

2. Linux方面的書：

<>M體系架構與編程>

<嵌入式Linux應用開發完全手冊>

<>x設備驅動>，老外寫的那本

<>x設備驅動開發詳解>

<>x內核完全注釋>

<>x內核情景分析>

在做驅動的時候，肯定會用到與內核相關的東西，或者須要和內核中的某些模塊配合，這樣你也要了解內核的某些局部是如何實現的，最後，你應該能夠很好的掌握Linux的內核整體框架是什麼。

這些都是進步，都是在你一次又一次的開發中須要總結的東西，假如你不總結，永遠都是從頭初始（或者說永遠都是還沒看懂別人代碼為什麼這麼做的時候，就去改它，然後能夠工作了），就完事了，這樣你永遠也不可能提高，最後你就有了此時的這種感覺，覺得自己什麼都不是，什麼都不懂。

還有一點要說明的，此時有許多人搞Linux開發，卻不去用Linux系統做為自己工作的平台，在這種情況下，你很難了解Linux內核的實現機制，以及為什麼要採用這種方式實現。

你都沒用過Linux系統，就想去實現一個與Linux運行機理相合乎的項目，這是不可能的。就是你這個項目成功了，它也肯定不是最優的，或者是不合乎Linux的使用習慣的（包括內核的擴展和應用程式的實現）。