这是一篇有关如何学习嵌入式Linux系统的方法论文章,也是从需求的角度去理解Linux系统软件的开篇,相信此系列文章日后会是学习嵌入式Linux的标杆!
一、软件、面向对象、软件框架
软件是为了解决现实问题而产生的,面向对象的软件思维是解决普遍现实问题的一种有效的抽象方法,而软件框架指的是用面向对象的思维去解决某种特定领域的问题而专门设计的一套行之有效的解决方案。
一般地,JAVA/C++编程反映面向对象的软件思维,而像Android Framework、Windows MFC和Linux的QT则代表应用层的软件框架。前述应用框架要解决的问题包括应用消息处理、UI控件显示和处理、资源管理等等。软件框架带来的好处就是对于解决某个领域问题,框架会帮你完成80%的开发工作量,而你只需要完成20%的开发工作量。
Linux平台上的各个子系统,如设备驱动模型、input子系统、I2C总线、frame buffer驱动等等都属于软件框架,它是针对特定的硬件体系需求以面向对象的思维去设计的一种软件解决方案,而且已经经过长时间的多平台验证。严格意义上,将子系统归入软件抽象组件会更加贴切,而软件框架表现为一组抽象组件及其组件实例之间的交互。软件框架和软件组件的特点都是解决特点领域问题,可以高度重用设计。
Linux系统以C语言开发为主,C语言在教科书上会被认为是过程语言。事实上,面向对象只是一种软件思维,并不局限于某种语言,只不过C++/JAVA在娘胎(编译器)里就已经得到支持,而C语言通过struct数据结构和函数指针一样可以出色地完成面向对象抽象的工作。Linux系统绝对是利用C语言进行面向对象编程的开山鼻祖,处处洋溢着软件艺术的光辉!
二、理解好软件需求是学习好软件框架的前提
对于学习着来说,软件需求(即软件要解决的问题)和软件框架都已经存在。但学习者往往只关注软件框架,因为学习的终极目标也是为了掌握软件框架并使用它来解决自己的问题。对于一般的知识传播者来说(例如学校老师、机构培训师;教科书或者 络文献),往往也是着重于解读软件框架的组成和原理。
事实上,对于一个代码量有几万甚至几十万行代码量的软件框架,一开始接触就学习原理和代码并不是好事。这种做法很像是试图从软件框架的学习理解中得出软件需求,有太多的未知就接触源码,那理解过程会非常痛苦,往往会感到非常迷惑。
我认为,深入地理解好需求,再去理解软件框架会事半功倍。
甚至,当达到一定的水平后,知道了需求,完全可以去猜测软件框架的实现。
三、Linux系统的软件需求
对于软件需求,最容易让人联想到的是一种具体的业务需求,如12306购票业务等等。Linux是一种操作系统,操作系统的软件需求是什么作系统是为了给应用层提供良好的接口而进行总线设备驱动管理、内存管理、文件管理、进程管理等等。总线设备驱动管理就是我们今天要谈的主题。Linux平台有各种子系统、各种总线、各种驱动,Linux系统对它们的管理就是软件框架的组成。我们要理解好Linux已有的框架,就要清晰地知晓其解决的问题,也就是其管理了哪些硬件设备,这些硬件设备的特点是什么,这些设备的访问方式是什么。可以说,深入地理解硬件体系是理解好Linux总线设备驱动框架的前提!从面向对象的角度,我们要弄清楚,物理意义上的硬件是什么,而对应的软件对象是如何表述的。
以下阐述会重点讲述软件需求,作为以后分析框架的基础。
四、总线、驱动、设备
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