推薦語

最近在充電，沒來得及輸出筆記。本次先給大家?guī)硪晃磺拜叺?a href="/tags/嵌入式" target="_blank">嵌入式Linux學習經驗及一些學習資料清單，跟著大佬走不迷路。這份資料清單有點長。。。

下轉原文：

嵌入式 Arm Linux 入門必讀書籍推薦

前段時間有個剛開始學習 Arm Linux 的同學問我：對于還處于入門階段的新手，有什么建議。并讓我推薦一些好的書籍。

嵌入式 Linux 是一個龐大的系統(tǒng)，涉及到硬件和計算機科學，是橫跨電子和計算機的綜合學科。很多從電子相關專業(yè)切入的學生對計算機原理和操作系統(tǒng)不了解，而從計算機相關專業(yè)切入的同學對硬件、電路也很迷惑，所以入門確實是有一定的難度的。

然后我告訴這位同學：首先得有興趣，興趣是克服一切困難的源動力。然后要善于利用網絡和身邊的資源，多嘗試、多搜索、多討論。

我本人也是電子相關專業(yè)(自動化)畢業(yè)的，大四找工作之前在實驗室一直玩 51 單片機 和 Cortex-M3，可是機緣巧合卻面試進了一家做 Android 的公司——面試之前，我看招聘要求上只寫了要熟悉 Arm 體系結構，Cortex-M3 也是 Arm 啊，所以我就去面試了，最后竟然拿到了 offer。簽三方的時候 HR 說：你回去后要開始學 Linux，這是你進來后工作的重點技術。我點頭說：好的、好的……

出來后我就蒙了——Linux！WTF！我要是看到招聘要求上有寫 Linux，再給我個膽子我也不敢去面試啊！

回來后去實驗室，老師知道我簽了這家公司，還是很高興的！說你先學會怎么在 Linux 系統(tǒng)下工作吧，不然你連門的入不了。

于是老師給我找了一臺臺式機，裝了 Ubuntu，然后又從實驗室倉庫的最里面翻出來了一塊 S3C2410 的開發(fā)板—— 沒錯，我沒寫錯，就是 2410。因為我們是自動化院系，大部分老師的項目都是和各種廠礦、車間的控制相關，這里面大部分都是用 PLC、單片機、MCU 來做控制，跑 Linux，那是不存在的！老師說，一個控制不當，機毀人亡，那是要去坐牢的。所以院系里也沒人玩 Linux、這塊開發(fā)板還是好幾年前一家公司來做推廣的時候送的。我會玩玩 Ubuntu 已經是比較潮流的了。

于是后面的幾個月我就在這塊 S3C2410 的板子上開始了 Arm Linux 的入門學習：不停的重復實驗、不停的上網搜索……

后面就畢業(yè)，順利入職。工作后蠻順利，在各種芯片上折騰 Android、Linux，樂此不疲。

得益于入門時期的特殊經歷，我對業(yè)內的相關書籍一直比較關注，看到哪位大牛出版了好書，就忍不住要買回來，看到網上有對應的 PDF 版本，也一定會想辦法下下來。

所以剛好這幾天有空，我就把這些我看過的書單整理了出來，希望對大家有所幫助：

這些書籍我按照 Arm Linux 系統(tǒng)所需要的知識結構，做了分類：

1. Linux 系統(tǒng)環(huán)境

2. Git 版本管理

3. C 語言和匯編

4. Arm 體系結構

5. Linux 應用編程

6. Linux 內核基礎原理

7. Linux 內核開發(fā)與實踐

8. 操作系統(tǒng)理論與基礎

前三類是基礎，無論從事哪個方向的開發(fā)，這些都是必須要熟練掌握的基本功。后面五類是相輔相成的，理論基礎相當于內功心法，開發(fā)實踐相當于招式，要相互結合相互印證。招式好上手，使起來也漂亮，可以讓你快速在江湖上闖出一定的小名頭，但是要想走的更遠、飛的更高、躋身真正的高手行列，還是離不開深厚的內功心法。

1、Linux 系統(tǒng)環(huán)境

熟悉 Linux 系統(tǒng)環(huán)境是一切的前提 —— Linux 系統(tǒng)環(huán)境中，最強大的開發(fā)武器是命令行和 Shell 腳本。

為什么？因為大量(幾乎所有)的開源項目的編譯、配置、都是通過命令行實現(xiàn)；在涉及海量源碼的工程下，命令行的 find、grep 命令可以提供強大、高效的搜索功能，能幫忙快速的定位、理解源碼；通過 Shell 腳本能夠讓大量重復的工作自動化，節(jié)省時間和生命。我曾經向 U-Boot 和 Linux Kernel mainline 提交過兩個補丁，涉及到大幾十個文件中雷同代碼的修改，如果一步步手工修改，可能要幾天時間，我花了大半天的時間寫了個腳本利用 sed 命令來處理，跑一把就搞定了。

我聽到過很多還處在入門階段的同學說：以后的趨勢是桌面化、圖形化、所以我不需要命令行。其實這種看法是不對的，至少在可以看到的將來，命令行沒有被取代的趨勢。至少我現(xiàn)在還經?？吹接型瑢W問：我照著教程敲的這個命令，為什么報錯了？我問他：你明白這個命令是什么意思嗎？你看懂它報錯的提示信息了嗎？他說不知道。所以你要熟悉命令行，至少你要知道你敲下去的每個命令是什么意思，能看懂它的錯誤提示信息。能會用 help 命令行去查閱相關工具的用法。

所以這部分我推薦了四本書(資料)：

• 《LINUX命令行與SHELL腳本編程大全》第三版

  這本書是一個外國人寫的，然后中國人翻譯，是一本非常詳細的書籍，詳細的講解了 Linux 系統(tǒng)中各種常用命令的使用，以及使用 Linux 系統(tǒng)的一些通用原理。可以先粗讀一遍，后面當作工具書來用，需要的時候隨時查閱。

• 《Shell 編程大全》

  這本書是在網上下的，我大部分的 Shell 腳本技和命令行技巧都是從這本書書里面學的，是我經常查閱的工具書。

• 《Shellbook》

  也叫做《Shell編程范例》，是泰曉科技(也是魅族前 BSP 總監(jiān))的吳章金寫的開源書籍，雖然只有100多頁，但是在網絡上廣受歡迎。

• 《Shell 命令行操作》

  這份 14 頁的 pdf 列舉了一些常用命令行的使用范例，可以做快速參考。

2、Git 版本管理

我把 Git 版本管理放在了第二位、是想凸顯它的重要性，在現(xiàn)在這種團隊化、快速迭代的開發(fā)模式中，用不好版本管理，開發(fā)工作也很難做的干凈高效。我現(xiàn)在寫文檔都是用 Git + Markdown + Github 做版本管理，發(fā)現(xiàn)錯誤隨時迭代修改。

據傳說，中國的第一代的程序員——求伯君、王江民，他們晚上下班之前會把主機上存儲自己寫的程序的軟件盤拆下來，帶回家——怕發(fā)生意外，自己寫的程序丟了?，F(xiàn)在依托 Git 這種版本管理工具，似乎再也沒有人有這種憂慮了。

其實版本管理工具很多，推薦 Git 是因為它用的廣泛，Android 項目用的是 Git做版本管理，Linux 內核、U-Boot 這些知名的開源項目都是用 Git 做版本管理，還有 Github、Gitlab、Gitee 這種代碼托管網站都是以 Git 作為基石，可見在版本管理上，Git 以及形成了一種生態(tài)級別的存在。所以你應該毫不猶豫的擁抱它。

對了，Git 的原型是 Linus 大神(就是寫出 Linux kernel 的那位)在一個星期內寫出來的。

我推薦了兩本書，對，兩本：

• 《GitHub 入門與實踐》

  GitHub 是一個以 Git 技術作為依托實現(xiàn)的代碼托管網站，你可以在上面選擇以公開或者非公開的方式托管自己的代碼，公開的方式就是所有的人都可以瀏覽下載你的代碼，非公開的私有倉庫只有你自己才能看到你的代碼。

  這本書主要講解了如何使用 GitHub，當然也列舉了常用的 Git 基礎操作。我把 Git 基礎操作這部分單獨列了出來，就是那份《Git基礎功能》，看完這份資料基本可以應付日常的版本管理了。

• 《Pro Git》第二版

  這也是一本開源書籍，詳細講述了 Git 內部的基本原理，如果你想對 Git 有進一步的深入了解，去解決大型項目，多分支多倉庫管理中的更復雜問題，可以讀讀這本書。

3、C 語言和匯編

做嵌入式開發(fā)、C 語言的重要性就不用多說了，從 U-Boot 到 Linux kernel，已經各種基礎組件，基本都是用 C 語言寫的，所以要做一個好的嵌入式 Hacker，C 語言是必須會的。

不像 C 這種跨平臺的語言，匯編是和 CPU 體系結構強相關的一門語言，不同的架構 匯編都不一樣，比如 32 位的 Armv7 和 64 位的 Armv8 匯編就不一樣，比較難以掌握。

對于入門者來說，剛開始不會匯編也沒關系，對你的工作影響不大，因為絕大部分場景都用不到。

但是當你的技能提高的一定層次，掌握了匯編就會讓你更能深入系統(tǒng)內部，看清程序運行的內部機理。

U-Boot 和 Linux Kernel 中的第一段啟動代碼，基本都是匯編寫的，Cache、MMU 相關的控制，也只能通過匯編實現(xiàn)。

有時候一段 C 代碼運行異常，或者效率低下，或者你的 Linux 系統(tǒng)跑崩潰了，這時候把對應的代碼反匯編，從匯編級別的去分析，更容易發(fā)現(xiàn)問題之所在。我平時經常的一部分工作就是通過匯編去發(fā)現(xiàn)或者分析前線部門或者客戶報過來的各種疑難雜癥。

當然了，匯編不用把每一句都搞懂，只要能大概看懂常用的指令就行，具體遇到問題的時候再去查對應的匯編手冊，然后就是熟能生巧的問題了。

這里我推薦了三本 C 語言的書和 三份 Arm64 的匯編指令簡介：

• 《C 和 指針》

  老外寫的書，適合有一定 C 語言基礎后提高進階用。

• 《C 語言深度剖析》

  這本書只有 130 多頁，作者是中國人，是個牛人，而且已經出版發(fā)行到第二版，大家如果有機會可以考慮買正版支持一下，搞懂了這本書，面試啥的應該不成問題。

• 《高質量C++編程指南》

  作者林銳博士，這本書用來培養(yǎng)自己的編碼規(guī)范比較好，也是在大學實驗室的適合，老師讓我打印出來學習的一份資料。

• 另外三份 PDF 是關于 Arm64 指令集的，都很簡短，最長的一份只有 135 頁，適合做 Arm 匯編手冊。用的時候拿來做參考，我沒有加 Arm32 指令集相關的，Arm32 有更好的書籍推薦。

4、Arm 體系結構

要想把 Arm 嵌入式 玩的溜，尤其是想了解整個系統(tǒng)的，對 Arm 體系結構還是要有一定的學習。如果深入到一定的層次，Arm 體系結構相關的，也是必須要熟悉的，因為很多優(yōu)化做到極致都是和體系結構緊密相關的。

上面是《奔跑吧 Linux Kernel》的作者笨叔叔前兩天在朋友圈幫國內手機大廠打的招聘信息，里面有對 Arm 體系結構的要求，大家可以自行感受下。

現(xiàn)階段的 Arm 處理器，應用最廣泛的大概分為三類：定位于 MCU 的 Cortex-M 系列，定位于應用處理器的 Cortex-A 系列：Armv7-A 和 Armv8-A，Armv7-A 是 32 位的 CPU，包括 Cortex-A7/A9/A15/A17 這些，比如大家常見的 i.MX6ULL 芯片就屬于 Arm Cortex-A7，Armv8-A 是 32 位的 CPU，包括 Cortex-A35/A53/A57/A72/A73 市面上在售 的 i.MX8，RK3399、以及現(xiàn)在的主流手機 CPU，都屬于 Armv8-A。

這部分我推薦了兩本書，剩下的都是 Arm 官方發(fā)布的文檔：

• 《ARM 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)-軟件設計與優(yōu)化》

  我印象中這本書的作者就是 Arm 公司的工程師，中文版是北航的一位老師翻譯的，本書介紹了 Arm11 之前的歷代經典架構，對 Arm 匯編指令，MPU、MMU、Cache、中斷等關鍵模塊的管理和應用介紹的十分詳細，甚至還專門用了兩章來介紹 Bootloader 和嵌入式操作系統(tǒng)的設計。

  因為這本書寫作的時間比較早，所以沒有設計 Cortex-A 系列的處理器，但是它任然是一本值得強烈推薦的書，因為對于 32 位的 Arm 來說，他們的架構和匯編指令保持了很大的延續(xù)性，把這本書看懂了，對 Arm 架構的理解也就不存在什么障礙了。

• 《ARM系列處理器應用技術完全手冊》

  這本書是華清遠見出的，主要內容是對 ARM 處理器的簡介和 ARM 匯編程序設計，對學習ARM 指令還是很有幫助的。

• ARM 官方文檔

  Arm 官方文檔主要分為三類：編程指南(pg)，芯片的技術參考手冊(trm)，架構參考手冊(ARM)。這三類文檔，gp-》trm-》ARM，前面的更容易懂，越到后面越貼近芯片內部，越難懂。所以建議大家按順序閱讀。

• 編程指南：

• 《The_Definitive_Guide_to_ARM_Corte_M3&M4》

• 《Arm Cortex-A 編程指南》

• 《Armv8-A 編程指南》

  他們主要描述 Arm 處理器上各個模塊的應用原理，和軟件開發(fā)比較貼近，內容只有幾百頁，是最實用最 容易上手的文檔。

• 技術參考手冊(trm)

  trm 是 Technical Reference Manual 的縮寫，它是針對特定 CPU 的單獨文檔，比如 Cortex-A7/A9/A53/A72 技術參考手冊，內容主要包括對 CPU 上重要模塊的介紹，比如 Cache、Timer、系統(tǒng)控制，性能監(jiān)控、Debug 這些模塊，多則 300 頁，少的只有 100 多頁，當你拿到特具體的開發(fā)板芯片，可以有針對性的去閱讀。

• 架構參考手冊(arm)

  這里的 arm 是 Architecture Reference Manual，Arm 官方稱這份文檔為 Arm arm。這份文檔詳細描述具體架構的內部細節(jié)，比如 《Armv7-AR 架構手冊》是針對 32 位的 Arm Cortex-A/R 系列處理器架構的詳細描述，《Armv8-A架構手冊》是針對 64 位 Arm Cortex-A 系列處理器的架構詳細描述，這份文檔主要適用于 SOC 設計工程師和進行底層芯片開發(fā)的軟件工程師，Armv7-AR 的架構文檔 2000 多頁，Armv8-A 的架構文檔將近 9000 頁，堪稱宏篇巨著。了解大概結構后，我一般把它當作工具書，要用到相關模塊的知識就去找出來看看。

  5、Linux 應用編程

  從應用編程的角度切入 Linux 世界，是一個很好的方式。相比內核開發(fā)，應用編程容易上手很多，甚至都不需要開發(fā)板，也不用擔心寫錯程序把整個系統(tǒng)弄崩潰。而且透過應用程序的各種機制，我們也能感知到 Linux Kernel 在背后運行的機理，畢竟 Kernel 還是為應用服務的，每一個產品都要靠應用來實現(xiàn)和終端用戶交互的接口。應用程序寫好了，再來開發(fā) Linux kernel，你會更容易理解，它為什么要這么實現(xiàn)。

  關于應用編程我推薦了五本書：

• 《Linux 環(huán)境編程：從應用到內核》

• 《GNU Linux 編程指南》

• 《Linux 程序設計》

• 《Linux 系統(tǒng)編程》

• 《UNIX 環(huán)境高級編程》

除了第一本是中國人寫的，剩下的四本都是老外寫的，而且部頭都比較大，所以選一本你自己喜歡的認真去實踐即可。

6、Linux 內核基礎原理

很多學習嵌入式 Linux 開發(fā)的同學一上來就呆住一個驅動就開始較勁，然后發(fā)現(xiàn)看著像天書一樣，各種奇怪的 API 完全不知道為什么需要這樣寫，這時候你需要了解一些 Linux 內核的基礎原理。

這種書一般不是上來就給你分析某個驅動時怎么寫的，它側重于描述 Linux 內核的基礎框架，基礎數(shù)據結構，基本驅動模型，CPU 調度、內存管理這些機制。

我推薦了五本書：

• 《Linux 內核設計與實現(xiàn)》

• 《Linux 設備驅動程序》

• 《深入 Linux 內核架構》

• 《深入Linux 設備驅動程序內核機制》

• 《Mastering Linux Kernel Development》

當然，你不用希望一上來就能熟讀他們，第一遍你可能只能看個大概，而且看的很容易犯困。沒關系，瞌睡了就去睡覺，或者去找個簡單的驅動寫一寫，過幾天遇到疑問了再返回來看一看。這樣周而復始，總會有看明白的一天。

這里面的前兩本我從大四就開始看，最開始看著就犯迷糊，到后來工作了，結合平時寫的一些驅動，再返回去看，總算不再會打瞌睡?，F(xiàn)在偶爾還會拿起來翻一翻。

我知道有的同學會說 《Linux 設備驅動程序》這本書太老了，它是針對 2.6 內核的，連設備樹都沒有。其實在技術里面，也有一個道和術的問題，這本書講的是驅動的基礎原理，雖然 Linux kernel 一直在發(fā)展，現(xiàn)在 5.4 都快發(fā)布了，但是那些基本的內在邏輯還是一致的，驅動最底層的結構和原理都還沒有變化。Linux Kernel 開發(fā)的哲學就是這樣的，不允許你上來就直接推到之前的設計重新搞一套，你必須在原有的基礎上做持續(xù)性的改進，對于一個擁有龐大用戶群體的系統(tǒng)，前向兼容性比什么都重要。至于設備樹(dts)這些東西，只是技術實現(xiàn)上的細枝末節(jié)，找到規(guī)律很快就能掌握。

《深入 Linux 內核架構》這本書是一個德國人寫的，其實我沒看過，但是我知道這本書很出名，講的很深入，在我的閱讀計劃之內。

《深入 Linux 設備驅動程序內核機制》這本書是一個中國人寫的，基于 Linux 2.6.39，也是講 Linux 設備驅動的基本原理和組件，對于做驅動開發(fā)來說，還是值得一讀，而且中國人寫的書在思維也和大家更接近。

《Mastering Linux Kernel Development》這本書比較新，基于 Linux 4.9 ，所以這本書也只有英文版本。

7、Linux 內核開發(fā)與實戰(zhàn)

第六部分給大家推薦的書都比較偏理論，這部分推薦到是比較偏實踐的，基本就是告訴你開發(fā)環(huán)境怎么搭建，內核怎么編譯，文件系統(tǒng)怎么構建，驅動怎么編寫，所以建議六、七兩部分要結合起來看。

還是五本書：

• 《Linux 設備驅動開發(fā)詳解》

  業(yè)內大名鼎鼎的宋寶華老師寫的，這本書我附了兩個版本，第二版和第三版，第二版是基于 Linux 2.6，第三版是基于 Linux 4.x，兩本書我都買了，第二版我看的比較多，兩本書都很不錯，比較注重理論和實踐的結合。

• 《精通 Linux設備驅動開發(fā)》

  這是一本老外寫的書，宋寶華老師參與了中文版的翻譯，這本書也是基于 Linux 2.6，涵蓋了 Linux 內核中重要模塊的驅動編寫，比如字符設備，塊設備，網卡，串口，framebuffer，alsa，usb。

• 《嵌入式 Linux 基礎教程》

  這本書講是一個老外寫的，華清遠見翻譯的，講的比較泛，但是涉及到了一個嵌入式系統(tǒng)的方方面面，比如 U-Boot、Linux Kernel、文件系統(tǒng)、toolchain，GDB。對于了解整個嵌入式系統(tǒng)是如何構建的還是比較有價值的

• 《構建嵌入式 Linux 系統(tǒng)》

  這本書也是一個老外寫的，目前已經出到第二版，但是我沒找到，這本書和 《嵌入式 Linux 基礎教程》比較類似，兩本可以對照著看。

8、操作系統(tǒng)理論與基礎

Linux Kernel 是一個綜合性的工程，是大量科學理論的具體實現(xiàn)。對這些基礎理論有個基礎的認識，會讓我們學的更好。當然，短時間內不了解這些知識，也不會影響到你去調試一個驅動，Bringup 一塊板子，但是要想讓更深入的去研究一些問題，這些知識還是要補充的。尤其是對于電子相關專業(yè)的學生，可能連計算機基本原理，進程、線程、虛擬內存、Cache這些概念都沒有，那下邊這兩本書可以很好的幫到你。

• 《深入理解計算機系統(tǒng)》

  這本書很出名，作者任教于卡內基-梅隆大學。是我剛工作的時候我老板送我的一本書，剛開始沒當回事，后面隨著工作中遇到疑問的逐漸增多，來來回回翻了好多遍，前段時間又拿來出來翻了翻，為了查一個 Cache 相關的問題。

• 《Operating Systems：Three Easy Pieces》

  這本書是宋寶華老師推薦的，它涉及了操作系統(tǒng)中非常難的一些知識點：比如調度和內存管理，但是這本書卻能用簡單易懂的方式把這些原理解釋清楚，讀了這本書我對操作系統(tǒng)中的調度，內存管理總算有了一些稍微清晰的認識，感覺我又可以去讀一讀內核中相關的代碼實現(xiàn)了。

寫在最后

這份書單非常的長，53 份！

幾乎不可能全部讀完！

其實你也用不著把他們詳細的讀完！

如果從這篇介紹文章中，你能區(qū)分出哪些是要精讀的，哪些是當作工具書來需要的時候查閱的，它們就會對你有一定的幫助了。

我也會感到很高興。

另外，寫作不宜，這里面提到的大部分書，都已出版，如果可能，去買一本，支持下作者，也算是對知識的一種尊重。

我每年都會買很多書，有些書買來都沒來得及看，但是看著就感覺是好書，買回來，擺在案頭，看著就開心。

如果你想先睹為快，急著拜讀這些大作，

可以掃碼關注公眾號：HackforFun

可以掃碼關注公眾號：HackforFun

可以掃碼關注公眾號：HackforFun

然后發(fā)送關鍵字 linux 獲取下載鏈接。

點個贊，證明你還愛我