从单片机工程师的角度看嵌入式Linux

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从单片机工程师的角度看嵌入式Linux

前言

这篇文章简单我们来一起梳理嵌入式Linux的一些知识,方便于一些想跟我一样想要由单片机进阶到嵌入式Linux的朋友做一些参考学习。

现在随着嵌入式Linux的教程不断增多,相信应该有不少学单片机的朋友开始折腾这个了吧~

嵌入式Linux学哪些东西

1、认识Linux

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学单片机的朋友有些已经有一些Linux基础了,但也不乏有些朋友没用过Linux,甚至有些初学的读者朋友没听说过Linux,为了照顾这些朋友,这里简单地认识一下Linux:

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2、认识嵌入式Linux

学习嵌入式Linux我们需要关注以下几大块内容:

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嵌入式Linux软件部分最重要的三部分当属Bootloader、Linux内核、根文件系统。有了这三部分,这才是一个最小的、完整的、可运行程序的嵌入式系统。

(1)BootLoader

BootLoader 是在操作系统运行之前运行的一段代码, 用于引导操作系统。开源的BootLoader 有很多种,比如RedBoot、U-Boot 等 ,其中U-Boot用得最多。U-Boot的源码非常庞大:

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我们的学习重心在于学会怎么把芯片原厂移植好的U-Boot拿来修改然后适配我们的板子:

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平时说的U-Boot移植通常都是指把芯片原厂移植好的U-Boot拿来修改适配我们板子的过程。

(2)Linux内核

Linux 内核(英语:Linux kernel)是一种开源的类 Unix 操作系统宏内核。我们要学习移植的Linux内核也是把芯片原厂移植好的Linux内核包拿来作移植。内核源码目录如下:

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(3)根文件系统

根文件系统(rootfs)是内核启动时所 mount(挂载)的第一个文件系统,内核代码映像文件保存在根文件系中。

而系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后从中把一些基本的初始化脚本和服务等加载到内存中去运行。

这里的根文件系统的重要性犹如我们电脑的系统盘,有这个系统盘我们才能装我们的系统。根文件系统有根目录/,根目录下有很多子目录:

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“(图片来源:百问网)”
(图片来源:百问网)

根文件系统需要专门的框架来制作,这样的框架有:BusyBox、Yocto、Buildroot 等。

(4)Linux驱动

Linux驱动应该是我们学习嵌入式Linux的起始点与重心。上面那三大块内容已经为我们创建好了完整的嵌入式Linux环境。

有了这样一个环境,我们的Linux驱动就可以装在上面。Linux驱动:

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Linux中有三大类驱动:字符设备驱动、块设备驱动、网络设备驱动。

设备树(Device Tree):描述设备树的文件。这个 DTS 文件采用树形结构描述板级设备,也就是开发板上的设备信息,比如CPU 数量、 内存基地址、 IIC 接口上接了哪些设备、 SPI 接口上接了哪些设备等等。

(5)Linux应用

Linux中:一切皆文件。在C编程中,我们都知道对文件的操作都是打开文件、读写文件、关闭文件等。

在嵌入式Linux应用编程中,我们的关注点也是怎么操作(open、close、read、write等)这些文件(设备文件等)。

3、一点经验

嵌入式Linux的学习相对于单片机的学习来说要难很多,不仅要学的内容变多了,光是熟悉开发环境(Linux环境、交叉编译器、Makefile等)这一块就挺多内容。

从深度上更是比单片机要深不少,比如以前学STM32是IDE编译,嵌入式Linux是直接用编译器编译或使用编译脚本编译。

从我入门到放弃的经验来看,从Linux驱动和应用开始学是比较好的,不要一上来就去撸上面那三个巨头,不然很容易从入门到放弃。。。

学习这个做好吃苦的准备,可能很多问题都会令你暴走。比如你按照教程来做,最后出来的结果可能不一样,可能会冒出很多问题,这都是很正常的。

而且有时候看似只是一个问题,但这个问题会牵扯着其它问题,得有耐心的解决。

比如之前我在编译Linux内核的时候,出现如下问题:

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根据问题描述:缺少了一个叫lzop的东西,然后我按提示安装这个东西,然后又冒出问题:

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然后只能到网上找解决方法,然后一个一个方法试,最后解决了:

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我的实验方法是和教程一样的,包括开发环境都是教程提供的,这样与教程完全一样的操作都能出现问题,何况有时候得自己搭环境,那出错的概率会更大。

无论如何,都不要那么容易放弃。

最后

嵌入式Linux的知识不仅限于上面提到的,但基本包含了我们的主要学习内容。上面提到的只是一些表层的概念性的知识,我们还需要一起来学习分享更多比较深入的、细节的知识。

本文转载自: 嵌入式大杂烩(作者:ZhengN)
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