嵌入式Linux系統(tǒng)與工程實(shí)踐（第2版）

目 錄
第一篇 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)
第1章 嵌入式系統(tǒng)介紹 （1）
1．1 嵌入式系統(tǒng)的概念 （1）
1．1．1 嵌入式系統(tǒng)的定義 （1）
1．1．2 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) （2）
1．2 嵌入式系統(tǒng)的組成 （2）
1．2．1 嵌入式處理器 （3）
1．2．2 外圍設(shè)備 （3）
1．2．3 嵌入式操作系統(tǒng) （3）
1．2．4 應(yīng)用軟件 （3）
1．3 嵌入式處理器 （4）
1．3．1 嵌入式處理器的分類 （4）
1．3．2 嵌入式微處理器 （5）
1．3．3 嵌入式微控制器 （5）
1．3．4 嵌入式DSP處理器 （6）
1．3．5 嵌入式片上系統(tǒng) （6）
1．3．6 選擇嵌入式處理器 （7）
1．4 嵌入式操作系統(tǒng) （7）
1．4．1 操作系統(tǒng)的概念和分類 （8）
1．4．2 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) （8）
1．4．3 常用的嵌入式操作系統(tǒng) （10）
1．5 新型的嵌入式操作系統(tǒng) （13）
1．5．1 Android （13）
1．5．2 MontaVista （15）
1．6 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 （15）
1．7 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) （18）
1．7．1 嵌入式系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn) （18）
1．7．2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景 （19）
1．8 本章小結(jié) （20）
第2章 嵌入式軟件開發(fā)過(guò)程與工具 （21）
2．1 嵌入式軟件開發(fā)介紹 （21）
2．1．1 嵌入式軟件開發(fā)的特殊性 （21）
2．1．2 嵌入式軟件的分類 （22）
2．1．3 嵌入式軟件的開發(fā)流程 （22）
2．1．4 嵌入式軟件開發(fā)工具的發(fā)展趨勢(shì) （24）
2．2 嵌入式軟件的調(diào)試技術(shù) （25）
2．2．1 調(diào)試技術(shù)介紹 （25）
2．2．2 基于JTAG的ARM系統(tǒng)調(diào)試 （26）
2．3 嵌入式軟件測(cè)試技術(shù) （27）
2．3．1 宿主機(jī)―目標(biāo)機(jī)開發(fā)模式 （27）
2．3．2 目標(biāo)監(jiān)控器 （28）
2．4 嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境 （30）
2．4．1 ADS的介紹 （30）
2．4．2 ADS建立工程的使用介紹 （32）
2．4．3 AXD調(diào)試器的使用介紹 （37）
實(shí)例2-1 ARM開發(fā)環(huán)境ADS的使用實(shí)例 （39）
2．5 本章小結(jié) （43）
第3章 嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu) （44）
3．1 ARM體系結(jié)構(gòu)概述 （44）
3．1．1 ARM體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 （45）
3．1．2 ARM體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)特征 （47）
3．1．3 CISC的體系結(jié)構(gòu) （48）
3．1．4 RISC的體系結(jié)構(gòu) （48）
3．1．5 RISC系統(tǒng)和CISC系統(tǒng)的比較 （50）
3．2 ARM微處理器的分類 （51）
3．2．1 ARM7微處理器 （51）
3．2．2 ARM9微處理器 （52）
3．2．3 ARM9E微處理器 （52）
3．2．4 ARM10E微處理器 （53）
3．2．5 ARM11微處理器 （54）
3．2．6 SecurCore微處理器 （54）
3．2．7 StrongARM微處理器 （54）
3．2．8 XScale微處理器 （55）
3．3 ARM微處理器的應(yīng)用 （55）
3．3．1 ARM微處理器的應(yīng)用選型 （55）
3．3．2 S3C2410處理器 （56）
3．4 存儲(chǔ)器 （57）
3．4．1 存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介 （57）
3．4．2 SDRAM操作 （59）
3．4．3 Flash （60）
3．5 ARM編程模型 （61）
3．5．1 數(shù)據(jù)類型 （61）
3．5．2 存儲(chǔ)器格式 （62）
3．5．3 處理器工作狀態(tài) （62）
3．5．4 處理器運(yùn)行模式 （63）
3．5．5 寄存器組織 （63）
3．5．6 內(nèi)部寄存器 （66）
3．6 ARM指令的尋址方式 （67）
3．6．1 立即尋址 （67）
3．6．2 寄存器尋址 （68）
3．6．3 寄存器間接尋址 （68）
3．6．4 相對(duì)尋址 （69）
3．6．5 堆棧尋址 （69）
3．6．6 塊復(fù)制尋址 （70）
3．6．7 變址尋址 （70）
3．6．8 多寄存器尋址 （71）
3．7 ARM指令集 （71）
3．7．1 ARM指令的格式 （71）
3．7．2 ARM指令分類 （72）
3．7．3 Thumb指令介紹 （78）
3．7．4 Thumb指令分類 （79）
3．7．5 ARM指令集和Thumb指令集的區(qū)別 （82）
3．8 ARM微處理器的異常 （83）
3．8．1 ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常類型 （84）
3．8．2 異常矢量表 （85）
3．8．3 異常優(yōu)先級(jí) （85）
3．8．4 應(yīng)用程序中的異常處理 （86）
3．8．5 各類異常的具體描述 （87）
3．9 本章小結(jié) （91）
第二篇 Linux開發(fā)入門
第4章 Linux開發(fā)常用操作 （92）
4．1 Linux系統(tǒng)介紹 （92）
4．1．1 Linux的概況 （93）
4．1．2 Linux操作系統(tǒng)的構(gòu)成 （94）
4．1．3 Linux常見(jiàn)的發(fā)行版本 （95）
4．1．4 Linux內(nèi)核的特點(diǎn) （97）
4．2 Linux命令的使用 （98）
4．3 vi編輯器的使用 （108）
4．3．1 vi編輯器的進(jìn)入 （108）
4．3．2 命令模式的命令 （109）
4．3．3 末行模式的命令 （110）
實(shí)例4-1 vi編輯器使用實(shí)例 （110）
4．4 Shell編程 （112）
4．4．1 Shell基礎(chǔ)介紹 （112）
4．4．2 Shell程序的變量和參數(shù) （114）
4．4．3 運(yùn)行Shell程序 （116）
4．4．4 Shell程序設(shè)計(jì)的流程控制 （117）
4．4．5 Shell輸入與輸出 （121）
4．4．6 bash介紹 （123）
4．5 綜合實(shí)例 （124）
實(shí)例4-2 編寫清除/var/log下的log文件綜合實(shí)例 （124）
實(shí)例4-3 編寫尋找死鏈接文件綜合實(shí)例 （127）
4．6 本章小結(jié) （131）
第5章 Linux內(nèi)核介紹 （132）
5．1 進(jìn)程概述 （132）
5．1．1 進(jìn)程結(jié)構(gòu) （133）
5．1．2 進(jìn)程的控制操作 （134）
5．1．3 進(jìn)程的屬性 （136）
5．1．4 進(jìn)程的創(chuàng)建和調(diào)度 （137）
5．1．5 Linux進(jìn)程命令 （139）
5．2 系統(tǒng)調(diào)用 （143）
5．2．1 系統(tǒng)調(diào)用概述 （143）
5．2．2 系統(tǒng)調(diào)用的進(jìn)入 （144）
5．2．3 與進(jìn)程管理相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用 （145）
5．3 管道 （145）
5．3．1 管道系統(tǒng)調(diào)用 （145）
5．3．2 管道的分類 （147）
實(shí)例5-1 管道通信實(shí)例 （148）
5．4 信號(hào) （150）
5．4．1 常見(jiàn)的信號(hào)種類 （150）
5．4．2 系統(tǒng)調(diào)用函數(shù) （151）
5．4．3 信號(hào)的處理 （152）
5．4．4 信號(hào)與系統(tǒng)調(diào)用的關(guān)系 （152）
實(shí)例5-2 信號(hào)實(shí)例 （153）
5．5 信號(hào)量 （154）
5．5．1 信號(hào)量概述 （154）
5．5．2 相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （155）
5．5．3 相關(guān)的函數(shù) （157）
實(shí)例5-3 信號(hào)量實(shí)例 （158）
5．6 共享內(nèi)存 （163）
5．6．1 共享內(nèi)存原理 （163）
5．6．2 共享內(nèi)存對(duì)象的結(jié)構(gòu) （164）
5．6．3 相關(guān)的函數(shù) （165）
實(shí)例5-4 共享內(nèi)存實(shí)例 （166）
5．7 消息隊(duì)列 （171）
5．7．1 有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （171）
5．7．2 相關(guān)的函數(shù) （174）
實(shí)例5-5 消息隊(duì)列實(shí)例 （176）
5．8 綜合實(shí)例 （179）
實(shí)例5-6 多線程編程實(shí)例 （179）
5．9 本章小結(jié) （180）
第6章 Linux開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建 （181）
6．1 建立Linux開發(fā)環(huán)境概述 （181）
6．1．1 Cygwin開發(fā)環(huán)境 （181）
6．1．2 VMware Workstation開發(fā)環(huán)境 （183）
6．2 交叉編譯的使用 （185）
6．2．1 GNU交叉工具鏈的設(shè)置 （185）
6．2．2 ARM GNU常用匯編語(yǔ)言 （188）
6．2．3 GNU交叉工具鏈的常用工具 （190）
6．2．4 交叉編譯環(huán)境 （193）
6．3 Linux下的C編程 （196）
6．3．1 Linux程序設(shè)計(jì)特點(diǎn) （196）
6．3．2 Linux下C語(yǔ)言編碼的風(fēng)格 （197）
6．3．3 Linux程序基礎(chǔ) （197）
6．3．4 Linux下C編程的庫(kù)依賴 （199）
6．4 gcc的使用與開發(fā) （199）
6．4．1 gcc簡(jiǎn)介和使用 （199）
6．4．2 gcc選項(xiàng) （200）
6．4．3 gcc的錯(cuò)誤類型 （203）
實(shí)例6-1 gcc編譯器環(huán)境的應(yīng)用實(shí)例 （204）
6．5 gdb調(diào)試器的介紹和使用 （205）
6．5．1 gdb調(diào)試器的使用 （205）
6．5．2 在gdb中運(yùn)行程序 （206）
6．5．3 暫停和恢復(fù)程序運(yùn)行 （208）
6．5．4 遠(yuǎn)程調(diào)試 （211）
實(shí)例6-2 gdb調(diào)試器環(huán)境的應(yīng)用實(shí)例 （211）
6．6 GNU make和Makefile的使用 （213）
6．6．1 Makefile的基本結(jié)構(gòu) （214）
6．6．2 Makefile的變量 （215）
6．6．3 Makefile的隱含規(guī)則 （217）
6．6．4 Makefile的命令使用 （220）
6．6．5 Makefile的函數(shù)使用 （221）
6．6．6 Makefile文件的運(yùn)行 （223）
6．6．7 Makefile規(guī)則書寫命令 （225）
實(shí)例6-3 Makefile的命令使用實(shí)例 （231）
6．7 autoconf和automake的使用 （233）
6．7．1 autoconf的使用 （233）
6．7．2 Makefile．a(chǎn)m的編寫 （236）
6．7．3 automake的使用 （236）
6．7．4 使用automake和autoconf產(chǎn)生Makefile （237）
6．7．5 自動(dòng)生成Makefile的方法 （237）
6．8 綜合實(shí)例 （238）
實(shí)例6-4 gcc編譯器的綜合實(shí)例 （238）
實(shí)例6-5 gdb調(diào)試器的綜合實(shí)例 （241）
實(shí)例6-6 Makefile的綜合實(shí)例 （244）
6．9 本章小結(jié) （246）
第三篇 嵌入式系統(tǒng)移植與構(gòu)建
第7章 Bootloader的使用 （247）
7．1 Bootloader 概述 （248）
7．1．1 Bootloader的作用 （248）
7．1．2 Bootloader的功能 （249）
7．1．3 Bootloader的種類 （250）
7．1．4 Bootloader的工作模式 （251）
7．1．5 Bootloader的啟動(dòng)方式 （251）
7．1．6 Bootloader的啟動(dòng)流程 （253）
7．1．7 Bootloader與主機(jī)的通信 （253）
7．2 vivi的移植 （253）
7．2．1 vivi的常用命令和文件結(jié)構(gòu) （254）
7．2．2 vivi第一階段的分析 （255）
7．2．3 vivi第二階段的分析 （261）
7．2．4 vivi的配置與編譯 （263）
7．3 U-boot的移植 （264）
7．3．1 U-boot常用命令和源代碼目錄結(jié)構(gòu) （264）
7．3．2 U-boot支持的主要功能 （268）
7．3．3 U-boot的編譯和添加命令 （268）
7．3．4 U-boot的啟動(dòng)介紹 （272）
7．3．5 U-boot的移植和使用 （273）
7．3．6 U-boot的啟動(dòng)過(guò)程 （275）
7．3．7 U-boot的調(diào)試 （276）
7．4 其他常見(jiàn)的Bootloader （278）
7．5 綜合實(shí)例 （280）
實(shí)例7-1 vivi編譯實(shí)例 （280）
實(shí)例7-2 U-boot在S3C2410上的移植實(shí)例 （281）
實(shí)例7-3 Bootloader設(shè)計(jì)實(shí)例 （283）
7．6 本章小結(jié) （285）
第8章 Linux內(nèi)核裁剪與移植 （286）
8．1 Linux移植簡(jiǎn)介 （286）
8．1．1 Linux可移植性發(fā)展 （287）
8．1．2 Linux的移植性 （287）
8．2 Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu) （288）
8．2．1 Linux內(nèi)核組成 （288）
8．2．2 子系統(tǒng)相互間的關(guān)系 （292）
8．2．3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （293）
8．2．4 Linux內(nèi)核源代碼 （293）
8．3 Linux內(nèi)核配置 （297）
實(shí)例8-1 Linux內(nèi)核配置實(shí)例 （297）
8．4 Linux操作系統(tǒng)移植介紹 （300）
8．4．1 Linux系統(tǒng)移植的兩大部分 （300）
8．4．2 內(nèi)核文件的修改 （302）
8．4．3 系統(tǒng)移植所必需的環(huán)境 （306）
8．5 綜合實(shí)例 （309）
實(shí)例8-2 編譯Linux內(nèi)核應(yīng)用實(shí)例 （309）
實(shí)例8-3 Linux內(nèi)核的燒寫實(shí)例 （311）
實(shí)例8-4 使用KGDB構(gòu)建Linux內(nèi)核調(diào)試環(huán)境 （312）
8．6 本章小結(jié) （321）
第9章 Linux根文件系統(tǒng)的構(gòu)建 （322）
9．1 Linux文件系統(tǒng)概述 （322）
9．1．1 Linux文件系統(tǒng)的特點(diǎn) （322）
9．1．2 其他常見(jiàn)的嵌入式文件系統(tǒng) （324）
9．1．3 Linux根文件目錄結(jié)構(gòu) （326）
9．1．4 Linux文件屬性介紹 （326）
9．2 使用BusyBox生成工具集 （327）
9．2．1 BusyBox概述 （327）
9．2．2 BusyBox進(jìn)程和用戶程序啟動(dòng)過(guò)程 （328）
9．2．3 編譯/安裝BusyBox （329）
實(shí)例9-1 用BusyBox建立簡(jiǎn)單的根文件系統(tǒng) （333）
9．3 構(gòu)建根文件系統(tǒng) （335）
9．3．1 根文件系統(tǒng)制作流程 （335）
實(shí)例9-2 構(gòu)建根文件系統(tǒng) （339）
9．4 配置yaffs文件 （341）
9．4．1 yaffs文件系統(tǒng)設(shè)置 （342）
9．4．2 yaffs文件系統(tǒng)測(cè)試 （344）
9．5 綜合實(shí)例 （345）
實(shí)例9-3 制作/使用yaffs文件系統(tǒng)映像文件 （345）
實(shí)例9-4 制作/使用jffs2文件系統(tǒng)映像文件 （347）
9．6 本章小結(jié) （349）
第四篇 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)
第10章 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā) （350）
10．1 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序概述 （351）
10．1．1 驅(qū)動(dòng)程序的簡(jiǎn)介 （351）
10．1．2 設(shè)備分類 （351）
10．1．3 設(shè)備號(hào) （352）
10．1．4 設(shè)備節(jié)點(diǎn) （353）
10．1．5 驅(qū)動(dòng)層次結(jié)構(gòu) （353）
10．1．6 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn) （354）
10．2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與文件系統(tǒng) （355）
10．2．1 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與文件系統(tǒng)的關(guān)系 （355）
10．2．2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與操作系統(tǒng)的關(guān)系 （355）
10．2．3 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的接口 （356）
10．2．4 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的基本函數(shù) （361）
10．2．5 Linux驅(qū)動(dòng)程序的加載 （362）
10．3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的使用 （366）
10．3．1 驅(qū)動(dòng)程序模塊的加載 （366）
10．3．2 創(chuàng)建設(shè)備文件 （367）
10．3．3 使用設(shè)備 （367）
10．4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí) （367）
10．4．1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 （367）
10．4．2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口基礎(chǔ) （369）
10．5 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的架構(gòu) （371）
10．5．1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序體系結(jié)構(gòu) （371）
10．5．2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模塊分析 （372）
10．5．3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)模式 （378）
10．5．4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （379）
10．6 綜合實(shí)例 （383）
實(shí)例10-1 鍵盤驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)例 （383）
實(shí)例10-2 I2C總線驅(qū)動(dòng)的編寫實(shí)例 （386）
實(shí)例10-3 TFT-LCD顯示驅(qū)動(dòng)實(shí)例 （390）
10．7 本章小結(jié) （395）
第11章 嵌入式常用GUI開發(fā) （396）
11．1 嵌入式系統(tǒng)中的GUI簡(jiǎn)介 （397）
11．1．1 嵌入式GUI系統(tǒng)的介紹 （397）
11．1．2 基于嵌入式Linux的GUI系統(tǒng)底層實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ) （399）
11．1．3 嵌入式GUI系統(tǒng)的分析與比較 （399）
11．2 嵌入式系統(tǒng)下MiniGUI的實(shí)現(xiàn) （401）
11．2．1 圖形用戶界面MiniGUI簡(jiǎn)介 （401）
11．2．2 MiniGUI的發(fā)布版本 （403）
11．2．3 MiniGUI在S3C2410處理器上的移植過(guò)程 （406）
11．3 Qt/Embedded嵌入式圖形開發(fā)基礎(chǔ) （409）
11．3．1 Qt/Embedded開發(fā)環(huán)境的安裝 （409）
11．3．2 Qt/Embedded底層支持及實(shí)現(xiàn)代碼分析 （413）
11．3．3 Qt/Embedded信號(hào)和插槽機(jī)制 （414）
11．3．4 Qt/Embedded窗口部件 （417）
11．3．5 Qt/Embedded圖形界面編程 （420）
11．3．6 Qt/Embedded對(duì)話框設(shè)計(jì) （421）
11．3．7 數(shù)據(jù)庫(kù) （422）
實(shí)例11-1 Qt/Embedded圖形開發(fā)應(yīng)用實(shí)例 （425）
11．4 Qtopia移植 （426）
11．4．1 Qtopia簡(jiǎn)介 （426）
11．4．2 交叉編譯、安裝Qtopia （426）
實(shí)例11-2 Qtopia移植應(yīng)用實(shí)例 （428）
11．5 Qt/Embedded應(yīng)用開發(fā) （429）
11．5．1 嵌入式硬件開發(fā)平臺(tái)的選擇 （429）
11．5．2 Qt/Embedded常用工具的介紹 （431）
11．5．3 交叉編譯Qt/Embedded的庫(kù) （432）
11．5．4 Qt/E程序的編譯與執(zhí)行 （433）
實(shí)例11-3 Qt/Embedded實(shí)戰(zhàn)演練 （434）
11．6 綜合實(shí)例 （438）
實(shí)例11-4 Hello，Qt/Embedded應(yīng)用程序 （438）
實(shí)例11-5 基本繪圖應(yīng)用程序的編寫 （441）
11．7 本章小結(jié) （445）
第12章 嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)例 （446）
12．1 文件系統(tǒng)的生成與燒寫 （446）
12．1．1 yaffs文件系統(tǒng)的制作與生成 （447）
12．1．2 jffs2文件系統(tǒng)的制作與生成 （451）
12．2 基于Linux的數(shù)碼相框 （454）
12．2．1 系統(tǒng)需求分析 （454）
12．2．2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) （455）
12．2．3 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) （456）
12．2．4 軟硬件集成 （463）
12．3 基于Linux的MPlayer解碼播放器 （464）
12．3．1 可行性分析報(bào)告 （464）
12．3．2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) （465）
12．3．3 軟件總體設(shè)計(jì) （466）
12．3．4 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì) （470）
12．3．5 軟硬件集成 （480）
12．4 基于Linux的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā) （481）
12．4．1 嵌入式開發(fā)流程 （482）
12．4．2 GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的系統(tǒng)定義 （484）
12．4．3 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的可行性分析報(bào)告 （489）
12．4．4 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)需求分析 （490）
12．4．5 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) （493）
12．4．6 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) （494）
12．4．7 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)軟件概括設(shè)計(jì) （498）
12．4．8 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì) （498）
12．4．9 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的配置設(shè)計(jì) （525）
12．4．10 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) （537）
12．4．11 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件集成 （538）
12．4．12 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)功能性能測(cè)試 （540）
12．5 本章小結(jié) （541）