随着半导体技术和芯片技术的飞速发展,能运行嵌入式？Linux系统的？MPU？芯片价格也在不断降低,ARM？架构？的芯片在手机、工业控制、物联网、自动驾驶等领域得到了广泛应用。以前大量使用？MCU？的地方也开始使用嵌入式？Linux地系铁统刷。卡的闸机、汽车充电桩的操作面板、物联网网关等都有嵌入式？Linux的身影,各企业对嵌入式？Linux开发？人才的需求也急剧增加。相比单片机开发,嵌入式？Linux开发难度要大很多。尤其是最重要的驱动开发,嵌入式？Linux内核采用面向对象思路设计,且已开发大量驱动框架,开发人员需要掌握这些驱动框架的使用,编写出符合嵌？入式？Linux要求的驱动。？本书从最基本的点灯程序到网络驱动的编写,涵盖了？Linux开发的三大驱动类型:字符设备驱动、块设备驱动？和网络设备驱动。本书的一大特色就是涵盖了全设备树开发,除了最开始的几个为了讲解嵌入式？Linux如何操作？芯片寄存器的例程没有采用设备树外,其他的例程都采用设备树,基本涵盖了嵌入式？Linux驱？动？开？发？中？的？常？用？外设。本书可作为广大从事嵌入式开发、物联网、工业控制开发等工程技术人员的学习和参考用书,也可作为高等学？校计算机、电子、自动化等专业嵌入式系统、微机接口、物联网等课程的教材。

前言 本书和清华大学出版社已出版的《原子嵌入式 Linux驱动开发详解》是一套书籍，在《原子嵌入式 Linux驱动开发详解》这本书的前3篇中，详细讲解了ARM裸机开发、Uboot、Linux内核和根文件系统的移植，为我们学习嵌入式Linux驱动开发打下了坚实的基础。本书是第四篇——ARM Linux驱动开发篇，专门讲解嵌入式Linux驱动开发，涵盖了Linux开发的三大驱动类型： 字符设备驱动、块设备驱动、网络设备驱动。本书使用的Linux内核版本为4.1.15，其支持设备树(Device tree)，所以本篇所有例程均采用设备树开发。 嵌入式Linux学习的难点在于： (1) 基础要求高 嵌入式Linux对于学习者的基础要求比较高，需要从事过或学习过32位ARM单片机的开发。掌握32位微控制器架构的基础知识，了解32位微控制器的寄存器操作方法，掌握常用的通信协议，比如串口、I2C、SPI、RGB屏幕、SAI、网络等。零基础学习嵌入式Linux驱动开发难度很大，笔者不建议直接上手。就跟我们上学一样： 小学—初中—高中—大学，是一个循序渐进的过程。不可能小学、初中都不上，等到了年龄以后直接上高中，一次性把小学、初中和高中的知识全学了，这个难度是很大的。 (2) 驱动框架多 嵌入式Linux为了兼容众多的芯片，开发了大量的驱动框架，我们要根据这些驱动框架来编写驱动。比如一个简单的LED灯驱动程序，单片机用十几行代码就可以实现，但是在嵌入式Linux环境下可能就要几十行了。而且不同的外设，驱动框架不同，如I2C、SPI、按键输入等。嵌入式Linux驱动学习的一大内容就是学习掌握大量的驱动框架。 (3) C语言基础要求高 嵌入式Linux内核采用C语言开发，在内核中充斥着大量的C语言高级用法，像指针、结构体这种都是很常见的。C语言基础薄弱的同学上手难度也很大，所以要加强和巩固C语言的基础知识。 (4) 设备树开发方式 嵌入式Linux内核早就采用设备树进行驱动开发了，和单片机直接编写C文件开发驱动相比，设备树的引入无疑又增加了学习难度，毕竟要多学习一门技术。设备树贯穿于整个嵌入式Linux驱动开发始终，是必须熟练掌握的技术。 本书采用循序渐进、由浅入深的方式进行章节编排，先是字符设备，再是块设备，最后是网络设备。 (1) 字符设备驱动 字符设备是Linux驱动开发中最杂、最多的一类设备，小到LED点灯，大到USB、音频都属于字符设备驱动。在实际的工作中，大部分工作都是处理字符设备驱动。本书首先从一个虚拟的字符设备驱动开始，讲解字符设备基础驱动框架的使用。然后再慢慢引入设备树、GPIO、输入输出子系统、I2C、SPI等其他框架。 (2) 块设备驱动 采用内存模拟一个物理存储设备的方式，重点讲解块设备框架的使用，编写一个采用内存模拟的块设备驱动。 (3) 网络设备驱动 在实际的项目开发中，网络设备驱动也是很重要的一点，比如我们更换网络PHY以后如何调试网络驱动。本书花了大量篇幅来详细讲解嵌入式Linux的网络设备开发流程，从PHY芯片到网络驱动架构，尤其是PHY芯片的讲解。因为在真正做项目的时候，打交道的就是PHY芯片，主控端的驱动是不需要修改的，我们要做的就是驱动起来所选择的PHY芯片，让网络正常工作。 (4) 全设备树开发方式 基本上所有的例程都采用设备树的开发方式，从基本的GPIO到网络驱动。每个例程都有详细的设备树讲解，真正让读者深入掌握设备树原理。 嵌入式Linux的驱动开发学习是需要不断练习的，尤其是相比单片机开发，引入了很多复杂的知识体系。比如搭建驱动框架和设备树，很多初学者第一遍学习的感觉就是稀里糊涂的，这是因为练习得少，对这些新知识还不熟悉，这是很正常的。笔者在学习嵌入式Linux驱动开发的时候，学习了好几遍才有感觉。这里可以教大家一个方法，先用一个开发板跟着教程学习一遍，比如使用正点原子的I.MX6UL开发板。当学完了以后，再换另外一个型号的开发板，比如STM32MP157、RV1126等，将自己学过的东西在新的开发板上实践，这样就能巩固好已有的知识。 最后，祝愿大家学习顺利。 作者2023年5月

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