嵌入式考試如何編譯及掛載

A. 適合初學者學習的嵌入式教程

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嵌入式linux學習路線圖

我是1999年上的大學，物理專業。在大一時，我們班裡普遍彌漫著對未來的不安，不知道學習了物理後出去能做什麼。你當下的經歷、當下的學習，在未來的一天肯定會影響到你。畢業後我們也各自找到了自己的職業：出國深造轉行做金融、留校任教做科研、設計晶元、寫程序、創辦公司等等，這一切都離不開在校時學到的基礎技能（數學、IT、電子電路）、受過煅煉的自學能力。

所以，各位正在迷茫的在校生，各位正在嘗試轉行的程序員，未來一定有你的位置，是好是壞取決於你當下的努力與積累。

我不能預言幾年後什麼行業會熱門，也不能保證你照著本文學習可以發財。我只是一個有十幾年經驗的程序員，給對編程有興趣的你，提供一些建議。

1.程序員的三大方向

程序員的方向，一般可以分為3類：專業領域、業務領域、操作系統領域。你了解它們後，按興趣選擇吧。

對於專業領域，我提供不了建議。

業務，也就是應用程序，它跟操作系統並不是截然分開的：

①開發實體產品時，應用程序寫得好的人，有時候需要操作系統的知識，比如調度優先順序的設置、知道某些函數可能會令進程休眠。

②寫應用程序的人進階為系統工程師時，他需要從上到下都了解，這時候就需要有操作系統領域的知識了，否則，你怎麼設計整個系統的方案呢？

③做應用程序的人，需要了解行業的需求，理解業務的邏輯。所以，當領導的人，多是做應用的。一旦鑽入了某個行業，很難換行業。

④而操作系統領域，做好了這是通殺各行業：他只負責底層系統，在上面開發什麼業務跟他沒關系。這行很多是技術宅，行業專家。

⑤操作系統和業務之間並沒有一個界線。有操作系統經驗，再去做應用，你會對系統知根知底，碰到問題時都有解決思路。有了業務經驗，你再了解一下操作系統，很快就可以組成一個團隊自立門戶，至少做個CTO沒問題。

1.1 專業領域

它又可以分為下面2類。

1.1.1 學術研究

比如語音、圖像處理、人工智慧，這類工作需要你有比較強的理論知識，我傾向於認為這類人是「科學家」，他們鑽研多年，很多時候是在做學術研究。

在嵌入式領域，需要把他們的成果用某種演算法表達出來，針對某種晶元進行優化，這部分工作也許有專人來做。

1.1.2 工程實現

也有這樣一類人，他們懂得這些專業領域的概念，但是沒有深入鑽研。可以使用各類開源資料實現某個目標，做出產品。比如圖像處理，他懂得用opencv里幾百個復雜函數來實現頭像識別。有時候還可以根據具體晶元來優化這些函數。

「專業領域」不是我的菜，如果你要做這一塊，我想最好的入門方法是在學校學習研究生、博士課程。

1.2 業務領域

換句話說，就是應用程序，這又可以分為下面2類。

1.2.1 界面顯示

做產品當然需要好的界面，但是，不是說它不重要，是沒什麼發展後勁。

現在的熱門詞是Android APP和IOS APP開發。你不要被Android、IOS兩個詞騙了，它們跟以前的VC、VB是同一路貨色，只是、僅僅是一套GUI控制項的實現。

希望沒有冒犯到你，我有理由。

一個程序需要有GUI界面，但是程序的內在邏輯才是核心。Android、IOS的開發工具給我們簡化了GUI的開發，並提供了這些控制項的交互機制，封裝並提供了一些服務(比如網路傳輸)。但是程序內部的業務邏輯、對視頻圖像聲音的處理等等，這才是核心。另外別忘了伺服器那邊的後台程序：怎樣更安全地保存數據、保護客戶的隱私，怎樣處理成千上萬上百萬的並發訪問，等等，這也是核心。

但是，從Android、IOS APP入門入行，這很快！如果你是大四，急於找到一份工作，那麼花上1、2個月去學習Android或IOS，應該容易找到工作，畢竟APP的需求永遠是最大的，現在這兩門技術還算熱門。在2011、2012年左右，Android程序員的起薪挺高，然後開始下滑。Android APP的入門基本只要1個月，所以懂的人也越來越多。2013、2014年，IOS開發的工資明顯比Android高了，於是各類IOS培訓也火曝起來。中華大地向來不缺速成人才，估計再過一陣子IOS工程師也是白菜價了。

會Android、IOS只是基本要求，不信去51job搜搜Android或IOS，職位要求里肯定其他要求。

1.2.2 業務邏輯

舉個簡單例子，做一個打卡軟體，你需要考慮這些東西：

①正常流程是上班下班時都要打卡

②有人忘記了怎麼辦？作為異常記錄在案，推送給管理員

③請假時怎麼處理？

④加班怎麼處理？

對於更復雜的例子，視頻會議系統里，各個模塊怎麼對接，各類協議怎麼兼容，你不深入這個行業，你根本搞不清楚。

應用開發的職位永遠是最多的，入門門檻也低。基本上只要你會C語言，面試時表現比較得體，一般公司都會給你機會。因為：

①你進公司後，還需要重新培訓你：熟悉它們的業務邏輯。

②你要做的，基本也就是一個個模塊，框架都有人給你定好了，你去填代碼就可以了。

說點讓你高興的事：軟體公司里，做領導的基本都是寫應用程序的（當然還有做市場的）。寫應用程序的人，對外可以研究市場接待客戶，對內可以管理程序員完成開發，不讓他做領導讓誰做？

如果你的志向是寫應用程序，那麼我建議你先練好基本功：數據結構、演算法是必備，然後憑興趣選擇資料庫、網路編程等等進行深入鑽研。

最後，選擇你看好的、感興趣的行業深耕個10年吧。做應用開發的人選擇了某個行業，後面是很難換行業的，選行很重要！

1.3 操作系統領域

UCOS太簡單，VxWorks太貴太專業，Windows不玩嵌入式了，IOS不開源，所以對於操作系統領域我們也只能玩Linux了。

在嵌入式領域Linux一家獨大！

Android呢？Android跟QT一樣，都是一套GUI系統。只是Google的實力太強了，現在Android無處不在，所以很多時候Linux+Android成了標配。注意，在這里我們關心的是Android的整個系統、裡面的機制，而不是學習幾個API然後開發界面程序。操作系統領域所包含的內容，簡單地說，就是製作出一台裝好系統的專用「電腦」，可以分為：

①為產品規劃硬體：

按需求、性能、成本選擇主晶元，搭配周邊外設，交由硬體開發人員設計。

②給單板製作、安裝操作系統、編寫驅動

③定製維護、升級等系統方案

④還可能要配置、安裝Android等GUI系統：

⑤為應用開發人員配置開發環境

⑥從系統角度解決疑難問題

這個領域，通常被稱為「底層系統」或是「驅動開發」。

先解決2個常見誤區：

①這份工作是寫驅動程序嗎？

看看上面羅列的6點，應該說，它包含驅動開發，但遠遠不只有驅動開發。

②我們還需要寫驅動嗎？不是有原廠嗎？或者只需要改改就可以？

經常有人說，晶元原廠都做好驅動了，拿過來改改就可以了。如果，你的硬體跟原廠的公板完全一樣，原廠源碼毫無BUG，不想優化性能、削減成本，不想做一些有特色的產品，那這話是正確的。

但是在這個不創新就是找死的年代，可能嗎？！原因有二：

①即使只是修改代碼，能修改的前提是能理解；能理解的最好煅煉方法是從零寫出若干驅動程序。

②很多時候，需要你深度定製系統。

以前做聯發科手機只需要改改界面就可以出貨了，現在山寨廠一批批倒下。大家都使用原廠的方案而不加修改時，最後只能拼成本。

舉個例子，深圳有2家做交通攝像頭、監控攝像頭的廠家，他們曾經找我做過4個項目：

①改進廠家給的SD卡驅動性能，使用DMA。

②換了Flash型號後，系統經常出問題，需要修改驅動BUG。

③觸摸屏點擊不準，找原因，後來發現是旁路電容導致的。

④裁減成本，把4片DDR換為2片DDR，需要改bootloader對DDR的初始化。

這些項目都很急，搞不定就無法出貨，這時候找原廠？除非你是中興華為等大客戶，否則誰理你？

我在中興公司上班時，寫驅動的時間其實是很少的，大部分時間是調試：系統調優，上幫APP工程師、下幫硬體工程師查找問題。我們從廠家、網上得到的源碼，很多都是標準的，當然可以直接用。但是在你的產品上也許優化一下更好。比如我們可以把攝像頭驅動和DMA驅動揉合起來，讓攝像頭的數據直接通過DMA發到DSP去。我們可以在軟體和硬體之間起橋梁作用，對於實體產品，有可能是軟體出問題也可能是硬體出問題，一般是底層系統工程師比較容易找出問題。

當硬體、軟體應用出現問題，他們解決不了時，從底層軟體角度給他們出主意，給他們提供工具。再比如方案選擇：晶元性能能否達標、可用的BSP是否完善等等，這只能由負責整個方案的人來考慮，他必須懂底層。

在操作系統領域，對知識的要求很多：

①懂硬體知識才能看懂電路圖

②英文好會看晶元手冊

③有編寫、移植驅動程序的能力

④對操作系統本身有一定的理解，才能解決各類疑難問題

⑤理解Android內部機制

⑥懂匯編、C語言、C++、java

它絕對是一個大坑，沒有興趣、沒有毅力的人慎選。

①這行的入門，絕對需要半年以上，即使全天學習也要半年。

②它的職位，絕對比APP的職位少

③並且你沒有1、2年經驗，招你到公司後一開始你做的還是APP。

優點就是：

①學好後，行業通殺，想換行就換行；想自己做產品就自己做產品。

②相比做應用程序的人，不會被經常變動的需求搞得天天加班。

③門檻高，當然薪水相對就高。

操作系統領域，我認為適合於這些人：

①硬體工程師想轉軟體工程師，從底層軟體入門會比較好

②單片機工程師，想升級一下。會Linux底層的人肯定會單片機，會單片機的人不一定會Linux。

③時間充足的學生：如果你正讀大二大三，那麼花上半年學習嵌入式Linux底層多有益處。

④想掌握整個系統的人，比如你正在公司里寫APP，但是想升為系統工程師，那麼底層不得不學。

⑤想自己創業做實體產品的工程師，你有錢的話什麼技術都不用學，但是如果沒錢又想做產品，那麼Linux底層不得不學。

⑥做Linux APP的人，沒錯，他們也要學習。

這部分人不需要深入，了解個大概就可以：bootloader是用來啟動內核，Linux的文件系統(第1個程序是什麼、做什麼、各目錄幹嘛用)、APP跟驅動程序的調用關系、工具鏈，有這些概念就可以了

本文中，就把操作系統默認為Linux，講講怎麼學習嵌入式Linux+Android系統。

1.4 嵌入式Linux+Android系統包含哪些內容

嵌入式Linux系統包含哪些東西？不要急，舉一個例子你就知道了。

①電腦一開機，那些界面是誰顯示的？

是BIOS，它做什麼？一些自檢，然後從硬碟上讀入windows，並啟動它。

類似的，這個BIOS對應於嵌入式Linux里的bootloader。這個bootloader要去Flash上讀入Linux內核，並啟動它。

②啟動windows的目的是什麼？

當然運行應用程序以便上網、聊天什麼的了。

這些上網程序、聊天程序在哪？

在C盤、D盤上。

所以，windows要先識別出C盤、D盤。在Linux下我們稱之為根文件系統。

③windows能識別出C盤、D盤，那麼肯定有讀寫硬碟的能力。

這個能力我們稱之為驅動程序。當然不僅僅是操作硬碟，還有網卡、USB等等其他硬體。嵌入式Linux能從Flash上讀出並執行應用程序，肯定也得有Flash的驅動程序啊，當然也不僅僅是Flash。

簡單地說，嵌入式LINUX系統里含有bootloader、內核、驅動程序、根文件系統、應用程序這5大塊。而應用程序，我們又可以分為：C/C++、Android。

所以，嵌入式Linux+Android系統包含以下6部分內容：

①bootloader

②Linux內核

③驅動程序

④使用C/C++編寫的應用程序

⑤Android系統本身

⑥Android應用程序

Android跟Linux的聯系實在太大了，它的應用是如此廣泛，學習了Linux之後沒有理由停下來不學習Android。在大多數智能設備中，運行的是Linux操作系統；它上面要麼安裝有Android，要麼可以跟Android手機互聯。現在，Linux+Android已成標配。

2. 怎麼學習嵌入式Linux操作系統

本文假設您是零基礎，以實用為主，用最快的時間讓你入門；後面也會附上想深入學習時可以參考的資料。

在實際工作中，我們從事的是「操作系統」周邊的開發，並不會太深入學習、修改操作系統本身。

①操作系統具有進程管理、存儲管理、文件管理和設備管理等功能，這些核心功能非常穩定可靠，基本上不需要我們修改代碼。我們只需要針對自己的硬體完善驅動程序

②學習驅動時必定會涉及其他知識，比如存儲管理、進程調度。當你深入理解了驅動程序後，也會加深對操作系統其他部分的理解

③Linux內核中大部分代碼都是設備驅動程序，可以認為Linux內核由各類驅動構成

但是，要成為該領域的高手，一定要深入理解Linux操作系統本身，要去研讀它的源代碼。

在忙完工作，閑暇之餘，可以看看這些書：

①趙炯的《linux內核完全注釋》，這本比較薄，推薦這本。他後來又出了《Linux 內核完全剖析》，太厚了，搞不好看了後面就忘記前面了。

②毛德操、胡希明的《LINUX核心源代碼情景分析》，此書分上下冊，巨厚無比。當作字典看即可：想深入理解某方面的知識，就去看某章節。

③其他好書還有很多，我沒怎麼看，沒有更多建議

基於快速入門，上手工作的目的，您先不用看上面的書，先按本文學習。

2.1 入門路線圖

假設您是零基礎，我們規劃了如下入門路線圖。前面的知識，是後面知識的基礎，建議按順序學習。每一部分，不一定需要學得很深入透徹，下面分章節描述。

2.2 學習驅動程序之前的基礎知識

2.2.1 C語言

只要是理工科專業的，似乎都會教C語言。我見過很多C語言考試90、100分的，一上機就傻了，我懷疑他們都沒在電腦上寫過程序。

理論再好，沒有實踐不能幹活的話，公司招你去幹嘛？

反過來，實踐出真知，學習C語言，必須練練練、寫寫寫！

當你掌握基本語法後，就可以在電腦上練習一些C語言習題了；

當你寫過幾個C程序後，就可以進入下一階段的裸機開發了。

①不需要太深入

作為快速入門，只要你會編寫「Hello, world!」，會寫冒泡排序，會一些基礎的語法操作，暫時就夠了。

指針操作是重點，多練習；

不需要去學習過多的數據結構知識，只需要掌握鏈表操作，其他不用學習，比如：隊列、二叉樹等等都不用學；不需要去學習任何的函數使用，比如文件操作、多線程編程、網路編程等等；這些知識，在編寫Linux應用程序時會用，但是在操作系統特別是驅動學習時，用不著！

永往直前吧，以後碰到不懂的C語言問題，我們再回過頭來學習。

在後續的「裸機開發」中，會讓你繼續練習C語言，那會更實戰化。

C語言是在寫代碼中精進的。

②可以在Visual Studio下學習，也可以在Linux下學習，後者需要掌握一些編譯命令，我們暫時沒有提供C語言的教程，找一本C語言書，網上找找免費的C語言視頻(主要看怎麼搭建環境)，就可以自學了。

2.2.2 PC Linux基本操作：

對於PC Linux，我們推薦使用Ubuntu，在它上面安裝軟體非常簡便。

我們的工作模式通常是這樣：在Windows下閱讀、編寫代碼，然後把代碼上傳到PC Linux去編譯。實際上，Ubuntu的桌面系統已經很好用了，我們拿到各種智能機可以很快上手，相信Ubuntu的桌面系統也可以讓你很快上手。為了提高工作效率，我們通常使用命令行來操作Ubuntu。

不用擔心，你前期只需要掌握這幾條命令就可以了，它們是如此簡單，我乾脆列出它們：

①cd : Change Directory（改變目錄）

cd 目錄名 // 進入某個目錄cd .. // cd 「兩個點」：返回上一級目錄cd - // cd 「短橫」：返回上一次所在目錄

②pwd : Print Work Directory（列印當前目錄 顯示出當前工作目錄的絕對路徑）

③mkdir : Make Directory（創建目錄）

mkdir abc // 創建文件夾abcmkdir -p a/b/c // 創建文件夾a，再a下創建文件夾b，再在b下創建文件夾c

④rm : Remove（刪除目錄或文件）

rm file // 刪除名為file的文件rm -rf dir // 刪除名為dir的目錄

⑤ls : List（列出目錄內容）

⑥mount : 掛載

mount -t nfs -o nolock,vers=2 192.168.1.123:/work/nfs_root /mntmount -t yaffs /dev/mtdblock3 /mnt

⑦chown : Change owner（改變文件的屬主，即擁有者）

chown book:book /work -R //對/work目錄及其下所有內容，屬主改為book用戶，組改為book

⑧chmod : Change mode（改變許可權），下面的例子很簡單粗暴

chmod 777 /work -R // 對/work目錄及其下所有內容，許可權改為可讀、可寫、可執行

⑨vi : Linux下最常用的編輯命令，使用稍微復雜，請自己搜索用法。

要練習這些命令，你可以進入Ubuntu桌面系統後，打開終端輸入那些命令；或是用SecureCRT、putty等工具遠程登錄Ubuntu後練習。

2.2.3 硬體知識

我們學習硬體知識的目的在於能看懂原理圖，看懂通信協議，看懂晶元手冊；不求能設計原理圖，更不求能設計電路板。

對於正統的方法，你應該這樣學習：

①學習《微機原理》，理解一個計算機的組成及各個部件的交互原理。

②學習《數字電路》，理解各種門電路的原理及使用，還可以掌握一些邏輯運算（與、或等）。

③《模擬電路》？好吧，這個不用學，至少我在工作中基本用不到它，現在全忘光了。

就我個人經驗來說，這些課程是有用的，但是：

①原理有用，實戰性不強。

比如《微機原理》是基於x86系統，跟ARM板子有很大差別，當然原理相通。

我是在接觸嵌入式編程後，才理解了這些課程。

②每本書都那麼厚，內容都很多，學習時間過長，自學有難度。

針對這些校園教材的不足，並結合實際開發過程中要用到的知識點，我們推出了《學前班_怎麼看原理圖》的系列視頻：

學前班第1課第1節___怎麼看原理圖之GPIO和門電路.wmv

學前班第1課第2.1節_怎麼看原理圖之協議類介面之UART.wmv

學前班第1課第2.2節_怎麼看原理圖之協議類介面之I2C.wmv

學前班第1課第2.3節_怎麼看原理圖之協議類介面之SPI.wmv

學前班第1課第2.4節_怎麼看原理圖之協議類介面之NAND Flash.wmv

學前班第1課第2.5節_怎麼看原理圖之協議類介面之LCD.wmv

學前班第1課第3節___怎麼看原理圖之內存類介面.wmv

學前班第1課第4.1節_怎麼看原理圖之分析S3C2410開發板.wmv

學前班第1課第4.2節_怎麼看原理圖之分析S3C2440開發板.wmv

學前班第1課第4.3節_怎麼看原理圖之分析S3C6410開發板.wmv

即使你只具備初中物理課的電路知識，我也希望能通過這些視頻，讓你可以看懂原理圖，理解一些常見的通信協議；如果你想掌握更多的硬體知識，這些視頻也可以起個索引作用，讓你知道缺乏什麼知識。

這些視頻所講到的硬體知識，將在《裸板開發》系列視頻中用到，到時可以相互對照著看，加深理解。

2.2.4 要不要專門學習Windows下的單片機開發

很多學校都開通了單片機的課程，很多人都是從51單片機、AVR單片機，現在比較新的STM32單片機開始接觸嵌入式領域，並且使用Windows下的開發軟體，比如keil、MDK等。

問題來了，要不要專門學習Windows下的單片機開發？

①如果這是你們專業的必修課，那就學吧

②如果你的專業跟單片機密切相關，比如機械控制等，那就學吧

③如果你只是想從單片機入門，然後學習更廣闊的嵌入式Linux，那麼放棄在Windows下學習單片機吧！

理由如下：

①Windows下的單片機學習，深度不夠

Windows下有很好的圖形界面單片機開發軟體，比如keil、MDK等。

它們封裝了很多技術細節，比如：

你只會從main函數開始編寫代碼，卻不知道上電後第1條代碼是怎麼執行的；

你可以編寫中斷處理函數，但是卻不知道它是怎麼被調用的；

你不知道程序怎麼從Flash上被讀入內存；

也不知道內存是怎麼劃分使用的，不知道棧在哪、堆在哪；

當你想裁剪程序降低對Flash、內存的使用時，你無從下手；

當你新建一個文件時，它被自動加入到工程里，但是其中的機理你完全不懂；

等等等。

②基於ARM+Linux裸機學習，可以學得更深，並且更貼合後續的Linux學習。實際上它就是Linux下的單片機學習，只是一切更加原始：所有的代碼需要你自己來編寫；哪些文件加入工程，需要你自己來管理。

在工作中，我們當然傾向於使用Windows下更便利的工具，但是在學習階段，我們更想學習到程序的本質。

一切從零編寫代碼、管理代碼，可以讓我們學習到更多知識：

你需要了解晶元的上電啟動過程，知道第1條代碼如何運行；

你需要掌握怎麼把程序從Flash上讀入內存；

需要理解內存怎麼規劃使用，比如棧在哪，堆在哪；

需要理解代碼重定位；

需要知道中斷發生後，軟硬體怎麼保護現場、跳到中斷入口、調用中斷程序、恢復現場；

你會知道，main函數不是我們編寫的第1個函數；

你會知道，晶元從上電開始，程序是怎麼被搬運執行的；

你會知道，函數調用過程中，參數是如何傳遞的；

你會知道，中斷發生時，每一個寄存器的值都要小心對待；

等等等。

你掌握了ARM+Linux的裸機開發，再回去看Windows下的單片機開發，會驚呼：怎麼那麼簡單！並且你會完全明白這些工具沒有向你展示的技術細節。

驅動程序=Linux驅動程序軟體框架+ARM開發板硬體操作，我們可以從簡單的裸機開發入手，先掌握硬體操作，並且還可以：

①掌握如何在PC Linux下編譯程序、把程序燒錄到板子上並運行它

②為學習bootloader打基礎：掌握了各種硬體操作後，後面一組合就是一個bootloader

2.2.5 為什麼選擇ARM9 S3C2440開發板，而不是其他性能更好的？

有一個錯誤的概念：S3C2440過時了、ARM9過時了。

這是不對的，如果你是軟體工程師，無論是ARM9、ARM11、A8還是A9，對我們來說是沒有差別的。

一款晶元，上面有CPU，還有眾多的片上設備(比如UART、USB、LCD控制器)。我們寫程序時，並不涉及CPU，只是去操作那些片上設備。

所以：差別在於片上設備，不在於CPU核；差別在於寄存器操作不一樣。

因為我們寫驅動並不涉及CPU的核心，只是操作CPU之外的設備，只是讀寫這些設備的寄存器。

之所以推薦S3C2440，是因為它的Linux學習資料最豐富，並有配套的第1、2期視頻。

2.2.6 怎麼學習ARM+Linux的裸機開發

學習裸機開發的目的有兩個：

①掌握裸機程序的結構，為後續的u-boot作準備

②練習硬體知識，即：怎麼看原理圖、晶元手冊，怎麼寫代碼來操作硬體

後面的u-boot可以認為是裸機程序的集合，我們在裸機開發中逐個掌握各個部件，再集合起來就可以得到一個u-boot了。

後續的驅動開發，也涉及硬體操作，你可以在裸機開發中學習硬體知識。

注意：如果你並不關心裸機的程序結構，不關心bootloader的實現，這部分是可以先略過的。在後面的驅動視頻中，我們也會重新講解所涉及的硬體知識。

推薦兩本書：杜春蕾的《ARM體系結構與編程》，韋東山的《嵌入式Linux應用開發完全手冊》。後者也許是國內第1本涉及在PC Linux環境下開發的ARM裸機程序的書，如果我說錯了，請原諒我書讀得少。

對於裸機開發，我們提供有2部分視頻：

①環境搭建

第0課第1節_剛接觸開發板之介面接線.wmv

第0課第2節_剛接觸開發板之燒寫裸板程序.wmv

第0課第3節_剛接觸開發板之重燒整個系統.wmv

第0課第4節_剛接觸開發板之使用vmwae和預先做好的ubuntu.wmv

第0課第5節_剛接觸開發板之u-boot打補丁編譯使用及建sourceinsight工程.wmv

第0課第6節_剛接觸開發板之內核u-boot打補丁編譯使用及建sourceinsight工程.wmv

第0課第7節_剛接觸開發板之製作根文件系統及初試驅動.wmv

第0課第8節_在TQ2440,MINI2440上搭建視頻所用系統.wmv

第0課第9節_win7下不能使用dnw燒寫的替代方法.wmv

.................

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B. 如何為嵌入式開發建立交叉編譯環境

下面我們將以建立針對arm的交叉編譯開發環境為例來解說整個過程，其他的體系結構與這個相類似，只要作一些對應的改動。我的開發環境是，宿主機 i386-redhat-7.2，目標機 arm。
這個過程如下
1. 下載源文件、補丁和建立編譯的目錄
2. 建立內核頭文件
3. 建立二進制工具（binutils）
4. 建立初始編譯器（bootstrap gcc）
5. 建立c庫(glibc)
6. 建立全套編譯器（full gcc）
下載源文件、補丁和建立編譯的目錄
1. 選定軟體版本號
選擇軟體版本號時，先看看glibc源代碼中的INSTALL文件。那裡列舉了該版本的glibc編譯時所需的binutils 和gcc的版本號。例如在 glibc-2.2.3/INSTALL 文件中推薦 gcc 用 2.95以上，binutils 用 2.10.1 以上版本。
我選的各個軟體的版本是：
linux-2.4.21+rmk2
binutils-2.10.1
gcc-2.95.3
glibc-2.2.3
glibc-linuxthreads-2.2.3
如果你選的glibc的版本號低於2.2，你還要下載一個叫glibc-crypt的文件，例如glibc-crypt-2.1.tar.gz。 Linux 內核你可以從www.kernel.org 或它的鏡像下載。
Binutils、gcc和glibc你可以從FSF的ftp站點ftp://ftp.gun.org/gnu/ 或它的鏡像去下載。 在編譯glibc時，要用到 Linux 內核中的 include 目錄的內核頭文件。如果你發現有變數沒有定義而導致編譯失敗，你就改變你的內核版本號。例如我開始用linux-2.4.25+vrs2，編譯glibc-2.2.3 時報 BUS_ISA 沒定義，後來發現在 2.4.23 開始它的名字被改為 CTL_BUS_ISA。如果你沒有完全的把握保證你改的內核改完全了，就不要動內核，而是把你的 Linux 內核的版本號降低或升高，來適應 glibc。
Gcc 的版本號，推薦用 gcc-2.95 以上的。太老的版本編譯可能會出問題。Gcc-2.95.3 是一個比較穩定的版本，也是內核開發人員推薦用的一個 gcc 版本。
如果你發現無法編譯過去，有可能是你選用的軟體中有的加入了一些新的特性而其他所選軟體不支持的原因，就相應降低該軟體的版本號。例如我開始用 gcc-3.3.2，發現編譯不過，報 as、ld 等版本太老，我就把 gcc 降為 2.95.3。 太新的版本大多沒經過大量的測試，建議不要選用。
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2. 建立工作目錄
首先，我們建立幾個用來工作的目錄：
在你的用戶目錄，我用的是用戶liang，因此用戶目錄為 /home/liang，先建立一個項目目錄embedded。
$pwd
/home/liang
$mkdir embedded
再在這個項目目錄 embedded 下建立三個目錄 build-tools、kernel 和 tools。
build-tools-用來存放你下載的 binutils、gcc 和 glibc 的源代碼和用來編譯這些源代碼的目錄。
kernel-用來存放你的內核源代碼和內核補丁。
tools-用來存放編譯好的交叉編譯工具和庫文件。
$cd embedded
$mkdir build-tools kernel tools
執行完後目錄結構如下：
$ls embedded
build-tools kernel tools
3. 輸出和環境變數
我們輸出如下的環境變數方便我們編譯。
$export PRJROOT=/home/liang/embedded
$export TARGET=arm-linux
$export PREFIX=$PRJROOT/tools
$export TARGET_PREFIX=$PREFIX/$TARGET
$export PATH=$PREFIX/bin:$PATH
如果你不慣用環境變數的，你可以直接用絕對或相對路徑。我如果不用環境變數，一般都用絕對路徑，相對路徑有時會失敗。環境變數也可以定義在.bashrc文件中，這樣當你logout或換了控制台時，就不用老是export這些變數了。
體系結構和你的TAEGET變數的對應如下表

你可以在通過glibc下的config.sub腳本來知道，你的TARGET變數是否被支持，例如：
$./config.sub arm-linux
arm-unknown-linux-gnu
在我的環境中，config.sub 在 glibc-2.2.3/scripts 目錄下。
網上還有一些 HOWTO 可以參考，ARM 體系結構的《The GNU Toolchain for ARM Target HOWTO》，PowerPC 體系結構的《Linux for PowerPC Embedded Systems HOWTO》等。對TARGET的選取可能有幫助。
4. 建立編譯目錄
為了把源碼和編譯時生成的文件分開，一般的編譯工作不在的源碼目錄中，要另建一個目錄來專門用於編譯。用以下的命令來建立編譯你下載的binutils、gcc和glibc的源代碼的目錄。
$cd $PRJROOT/build-tools
$mkdir build-binutils build-boot-gcc build-gcc build-glibc gcc-patch
build-binutils-編譯binutils的目錄
build-boot-gcc-編譯gcc 啟動部分的目錄
build-glibc-編譯glibc的目錄
build-gcc-編譯gcc 全部的目錄
gcc-patch-放gcc的補丁的目錄
gcc-2.95.3 的補丁有 gcc-2.95.3-2.patch、gcc-2.95.3-no-fixinc.patch 和gcc-2.95.3-returntype-fix.patch，可以從 http://www.linuxfromscratch.org/ 下載到這些補丁。
再將你下載的 binutils-2.10.1、gcc-2.95.3、glibc-2.2.3 和 glibc-linuxthreads-2.2.3 的源代碼放入 build-tools 目錄中
看一下你的 build-tools 目錄，有以下內容：
$ls
binutils-2.10.1.tar.bz2 build-gcc gcc-patch
build-binutls build-glibc glibc-2.2.3.tar.gz
build-boot-gcc gcc-2.95.3.tar.gz glibc-linuxthreads-2.2.3.tar.gz
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建立內核頭文件
把你從 www.kernel.org 下載的內核源代碼放入 $PRJROOT /kernel 目錄
進入你的 kernel 目錄：
$cd $PRJROOT /kernel
解開內核源代碼
$tar -xzvf linux-2.4.21.tar.gz
或
$tar -xjvf linux-2.4.21.tar.bz2
小於 2.4.19 的內核版本解開會生成一個 linux 目錄，沒帶版本號，就將其改名。
$mv linux linux-2.4.x
給 Linux 內核打上你的補丁
$cd linux-2.4.21
$patch -p1 < ../patch-2.4.21-rmk2
編譯內核生成頭文件
$make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig
你也可以用 config 和 xconfig 來代替 menuconfig，但這樣用可能會沒有設置某些配置文件選項和沒有生成下面編譯所需的頭文件。推薦大家用 make menuconfig，這也是內核開發人員用的最多的配置方法。配置完退出並保存，檢查一下的內核目錄中的 include/linux/version.h 和 include/linux/autoconf.h 文件是不是生成了，這是編譯 glibc 是要用到的，version.h 和 autoconf.h 文件的存在，也說明了你生成了正確的頭文件。
還要建立幾個正確的鏈接
$cd include
$ln -s asm-arm asm
$cd asm
$ln -s arch-epxa arch
$ln -s proc-armv proc
接下來為你的交叉編譯環境建立你的內核頭文件的鏈接
$mkdir -p $TARGET_PREFIX/include
$ln -s $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/linux $TARGET_PREFIX/include/linux
$in -s $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/asm-arm $TARGET_PREFIX/include/asm
也可以把 Linux 內核頭文件拷貝過來用
$mkdir -p $TARGET_PREFIX/include
$cp -r $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/linux $TARGET_PREFIX/include
$cp -r $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/asm-arm $TARGET_PREFIX/include
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建立二進制工具（binutils）
binutils是一些二進制工具的集合，其中包含了我們常用到的as和ld。
首先，我們解壓我們下載的binutils源文件。
$cd $PRJROOT/build-tools
$tar -xvjf binutils-2.10.1.tar.bz2
然後進入build-binutils目錄配置和編譯binutils。
$cd build-binutils
$../binutils-2.10.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX
--target 選項是指出我們生成的是 arm-linux 的工具，--prefix 是指出我們可執行文件安裝的位置。
會出現很多 check，最後產生 Makefile 文件。
有了 Makefile 後，我們來編譯並安裝 binutils，命令很簡單。
$make
$make install
看一下我們 $PREFIX/bin 下的生成的文件
$ls $PREFIX/bin
arm-linux-addr2line arm-linux-gasp arm-linux-objmp arm-linux-strings
arm-linux-ar arm-linux-ld arm-linux-ranlib arm-linux-strip
arm-linux-as arm-linux-nm arm-linux-readelf
arm-linux-c++filt arm-linux-obj arm-linux-size
我們來解釋一下上面生成的可執行文件都是用來干什麼的
add2line - 將你要找的地址轉成文件和行號，它要使用 debug 信息。
Ar-產生、修改和解開一個存檔文件
As-gnu 的匯編器
C++filt-C++ 和 java 中有一種重載函數，所用的重載函數最後會被編譯轉化成匯編的標號，c++filt 就是實現這種反向的轉化，根據標號得到函數名。
Gasp-gnu 匯編器預編譯器。
Ld-gnu 的連接器
Nm-列出目標文件的符號和對應的地址
Obj-將某種格式的目標文件轉化成另外格式的目標文件
Objmp-顯示目標文件的信息
Ranlib-為一個存檔文件產生一個索引，並將這個索引存入存檔文件中
Readelf-顯示 elf 格式的目標文件的信息
Size-顯示目標文件各個節的大小和目標文件的大小
Strings-列印出目標文件中可以列印的字元串，有個默認的長度，為4
Strip-剝掉目標文件的所有的符號信息
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建立初始編譯器（bootstrap gcc）
首先進入 build-tools 目錄，將下載 gcc 源代碼解壓
$cd $PRJROOT/build-tools
$tar -xvzf gcc-2.95.3.tar.gz
然後進入 gcc-2.95.3 目錄給 gcc 打上補丁
$cd gcc-2.95.3
$patch -p1< ../gcc-patch/gcc-2.95.3.-2.patch
$patch -p1< ../gcc-patch/gcc-2.95.3.-no-fixinc.patch
$patch -p1< ../gcc-patch/gcc-2.95.3-returntype-fix.patch
echo timestamp > gcc/cstamp-h.in
在我們編譯並安裝 gcc 前，我們先要改一個文件 $PRJROOT/gcc/config/arm/t-linux，把
TARGET_LIBGCC2-CFLAGS = -fomit-frame-pointer -fPIC
這一行改為
TARGET_LIBGCC2-CFLAGS = -fomit-frame-pointer -fPIC -Dinhibit_libc -D__gthr_posix_h
你如果沒定義 -Dinhibit，編譯時將會報如下的錯誤
../../gcc-2.95.3/gcc/libgcc2.c:41: stdlib.h: No such file or directory
../../gcc-2.95.3/gcc/libgcc2.c:42: unistd.h: No such file or directory
make[3]: *** [libgcc2.a] Error 1
make[2]: *** [stmp-multilib-sub] Error 2
make[1]: *** [stmp-multilib] Error 1
make: *** [all-gcc] Error 2
如果沒有定義 -D__gthr_posix_h，編譯時會報如下的錯誤
In file included from gthr-default.h:1,
from ../../gcc-2.95.3/gcc/gthr.h:98,
from ../../gcc-2.95.3/gcc/libgcc2.c:3034:
../../gcc-2.95.3/gcc/gthr-posix.h:37: pthread.h: No such file or directory
make[3]: *** [libgcc2.a] Error 1
make[2]: *** [stmp-multilib-sub] Error 2
make[1]: *** [stmp-multilib] Error 1
make: *** [all-gcc] Error 2
還有一種與-Dinhibit同等效果的方法，那就是在你配置configure時多加一個參數-with-newlib，這個選項不會迫使我們必須使用newlib。我們編譯了bootstrap-gcc後，仍然可以選擇任何c庫。
接著就是配置boostrap gcc， 後面要用bootstrap gcc 來編譯 glibc 庫。
$cd ..; cd build-boot-gcc
$../gcc-2.95.3/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX \
>--without-headers --enable-languages=c --disable-threads
這條命令中的 -target、--prefix 和配置 binutils 的含義是相同的，--without-headers 就是指不需要頭文件，因為是交叉編譯工具，不需要本機上的頭文件。-enable-languages=c是指我們的 boot-gcc 只支持 c 語言。--disable-threads 是去掉 thread 功能，這個功能需要 glibc 的支持。
接著我們編譯並安裝 boot-gcc
$make all-gcc
$make install-gcc
我們來看看 $PREFIX/bin 裡面多了哪些東西
$ls $PREFIX/bin
你會發現多了 arm-linux-gcc 、arm-linux-unprotoize、cpp 和 gcov 幾個文件。
Gcc-gnu 的 C 語言編譯器
Unprotoize-將 ANSI C 的源碼轉化為 K&R C 的形式，去掉函數原型中的參數類型。
Cpp-gnu的 C 的預編譯器
Gcov-gcc 的輔助測試工具，可以用它來分析和優程序。
使用 gcc3.2 以及 gcc3.2 以上版本時，配置 boot-gcc 不能使用 --without-headers 選項，而需要使用 glibc 的頭文件。
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建立 c 庫(glibc)
首先解壓 glibc-2.2.3.tar.gz 和 glibc-linuxthreads-2.2.3.tar.gz 源代碼
$cd $PRJROOT/build-tools
$tar -xvzf glibc-2.2.3.tar.gz
$tar -xzvf glibc-linuxthreads-2.2.3.tar.gz --directory=glibc-2.2.3
然後進入 build-glibc 目錄配置 glibc
$cd build-glibc
$CC=arm-linux-gcc ../glibc-2.2.3/configure --host=$TARGET --prefix="/usr"
--enable-add-ons --with-headers=$TARGET_PREFIX/include
CC=arm-linux-gcc 是把 CC 變數設成你剛編譯完的boostrap gcc，用它來編譯你的glibc。--enable-add-ons是告訴glibc用 linuxthreads 包，在上面我們已經將它放入了 glibc 源碼目錄中，這個選項等價於 -enable-add-ons=linuxthreads。--with-headers 告訴 glibc 我們的linux 內核頭文件的目錄位置。
配置完後就可以編譯和安裝 glibc
$make
$make install_root=$TARGET_PREFIX prefix="" install
然後你還要修改 libc.so 文件
將
GROUP ( /lib/libc.so.6 /lib/libc_nonshared.a)
改為
GROUP ( libc.so.6 libc_nonshared.a)
這樣連接程序 ld 就會在 libc.so 所在的目錄查找它需要的庫，因為你的機子的/lib目錄可能已經裝了一個相同名字的庫，一個為編譯可以在你的宿主機上運行的程序的庫，而不是用於交叉編譯的。
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建立全套編譯器（full gcc）
在建立boot-gcc 的時候，我們只支持了C。到這里，我們就要建立全套編譯器，來支持C和C++。
$cd $PRJROOT/build-tools/build-gcc
$../gcc-2.95.3/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX --enable-languages=c,c++
--enable-languages=c,c++ 告訴 full gcc 支持 c 和 c++ 語言。
然後編譯和安裝你的 full gcc
$make all
$make install
我們再來看看 $PREFIX/bin 裡面多了哪些東西
$ls $PREFIX/bin
你會發現多了 arm-linux-g++ 、arm-linux-protoize 和 arm-linux-c++ 幾個文件。
G++-gnu的 c++ 編譯器。
Protoize-與Unprotoize相反，將K&R C的源碼轉化為ANSI C的形式，函數原型中加入參數類型。
C++-gnu 的 c++ 編譯器。
到這里你的交叉編譯工具就算做完了，簡單驗證一下你的交叉編譯工具。
用它來編譯一個很簡單的程序 helloworld.c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("hello world\n");
return 0;
}
$arm-linux-gcc helloworld.c -o helloworld
$file helloworld
helloworld: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1,
dynamically linked (uses shared libs), not stripped
上面的輸出說明你編譯了一個能在 arm 體系結構下運行的 helloworld，證明你的編譯工具做成功了。
轉載僅供參考，版權屬於原作者

C. 嵌入式軟體中GCC編譯,匯編,鏈接,調試的作用

GCC：是一套由GNU工程開發的支持多種編程語言的編譯器。將程序代碼編譯成機器語言。
編譯：1、利用編譯程序從源語言編寫的源程序產生目標程序的過程。
2、用編譯程序產生目標程序的動作。 編譯就是把高級語言變成計算機可以識別的2進制
語言，計算機只認識1和0，編譯程序把人們熟悉的語言換成2進制的。 編譯程序把一
個源程序翻譯成目標程序的工作過程分為五個階段：詞法分析；語法分析；語義檢查
和中間代碼生成；代碼優化；目標代碼生成。主要是進行詞法分析和語法分析，又稱
為源程序分析，分析過程中發現有語法錯誤，給出提示信息。
匯編：把匯編語言翻譯成機器語言的過程稱為匯編，在匯編語言中，用助記符(Memoni)代替操作
碼，用地址符號(Symbol)或標號(Label)代替地址碼。這樣用符號代替機器語言的二進制
碼，就把機器語言變成了匯編語言
連接：用來把要執行的程序與庫文件或其他已經翻譯好的子程序（能完成一種獨立功能的程序
模塊）連接在一起，形成機器能執行的程序。
調試：編好程序後，用各種手段進行查錯和排錯的過程。

D. 求嵌入式linux開發詳細流程（步驟）

1.首先,建立交叉編譯環境:交叉編譯是指:在PC機上編譯,在目標板上執行,我PC是linux+ arm-elf-gcc編譯器.扳子是ARM3000.板子上的系統是uclinux,這時一個剪裁的很小的實時嵌入式linux操作系統.推薦使用這個.
2.然後就是你寫程序嘍,不過注意可能有些庫函數不能用,因為哪個編譯器稍微受限一點,不是所由的c庫函數都支持,不過一般開發的都有.
3.連起你的主機和開發板,這個你會不?要連兩個:串口(用來控制板子)和以太口(用來下載程序),我們板子上這些外設都有,你要使沒有可以用其他的口代替傳程序,但串口可是該有的阿!
4.在你主機上編譯程序生成目標代碼,建議用makefile文件來組織你的聯編關系.
5.把生成代碼下載到目標板執行調試.我是用的主機的NFS(網落文件)服務,下載到目標板的.
6.注:目標板是怎麼控制的呢?是用串口控制的,可用minicom,設置好你要控制的串口,也應該是你連板子的那個.在命令行里敲上minicom,即進入minicom截面,開啟你的板子,應該就是板子uclinux系統解壓安裝的畫面了.然後用ifconfig eth0.....
配置ip,這個ip就是你板子的ip了,注意與主機一個網段.然後mount -t nfs 主機ip:/uclinux /板子上的一個目錄,就把主機的 uclinux目錄放到板子上了(這么說其實不合理,應該叫掛載). 然後找到你剛才一經編譯好的哪個目標代碼執行即可.

因不了解你的具體環境和配置,暫說這些,有問題可再聯系:)