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?。?/p>

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?？梢韵却肿x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。現(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。