ARM嵌入式Linux系统开发详解

图书标准信息

• 作者 弓雷 著
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2010-01
• 版次 1
• ISBN 9787302207290
• 定价 59.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 478页
• 字数 776千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 Linux典藏大系

【内容简介】

　　嵌入式系统是目前最流行的计算机应用技术之一。《ARM嵌入式Linux系统开发详解》由浅入深地讲解基于ARM体系结构的嵌入式Linux系统开发，内容包括嵌入式系统的基本概念、应用领域等基础知识；ARM处理器的体系结构和功能特点；Linux系统内核结构和移植方法、Bootloader功能和移植；Linux应用程序开发，包括如何操作文件、管理内存、访问串口、多线程和多进程技术，并且剖析了应用程序的结构和工作流程；Linux系统设备驱动程序开发，包括如何编写内核模块、驱动程序分类和功能特点，并且给出了网络设备驱动、Flash设备驱动和USB设备驱动的实例分析。
　　《ARM嵌入式Linux系统开发详解》附带1张DVD光盘，内容为专门为《ARM嵌入式Linux系统开发详解》录制的9小时视频、《ARM嵌入式Linux系统开发详解》涉及的源代码、Ubuntu安装光盘的镜像文件和另外赠送的35小时Linux专题学习视频。
　　《ARM嵌入式Linux系统开发详解》适合广大从事嵌入式Linux系统开发人员、对嵌入式Linux系统开发有兴趣的计算机爱好者，以及大中专院校学生阅读。

【作者简介】

　　弓雷在电信行业从事嵌入式系统软件开发5年。致力于计算机操作系统内核及底层技术的研究。技术涉猎广泛，擅长计算机通信技术。熟悉IntelIXA架构网络处理器、ARM体系结构、MIPS体系结构、TCP/IP网络协议栈。曾经移植过Linux2.6内核到嵌入式设备。曾经参与研发某部队火控武器通信系统、无人驾驶汽车项目通信系统及10GE/POS骨干网流量管理系统。目前担任嵌入式软件研发工程师和微码软件研发工程师，从事某公司骨干网P2P流量管理设备的研发。

【目录】

第1篇Linux嵌入式开发基础篇.
第1章嵌入式系统入门2
1.1什么是嵌入式系统2
1.2嵌入式系统应用领域2
1.2.1家用电器2
1.2.2交通工具3
1.2.3公共电子设施3
1.3嵌入式系统发展4
1.3.1嵌入式微控制器4
1.3.2嵌入式微处理器5
1.3.3未来嵌入式系统发展的方向6
1.4典型的嵌入式系统组成6
1.5小结7

第2章嵌入式软硬件系统8
2.1电路基本知识8
2.1.1什么是模拟电路8
2.1.2什么是数字电路8
2.1.3数制转换9
2.2计算机组成原理10
2.2.1计算机体系的发展10
2.2.2中央处理器10
2.2.3存储系统11
2.2.4总线系统12
2.2.5输入输出系统12
2.3软件基础知识12
2.3.1什么是软件13
2.3.2软件开发流程13
2.3.3常见的软件开发模型14
2.3.4计算机编程语言14
2.3.5数据结构15
2.4操作系统知识15
2.4.1什么是操作系统16
2.4.2操作系统的发展历史16
2.4.3操作系统由什么组成16
2.4.4几种操作系统的设计思路17
2.4.5操作系统分类17
2.5小结18

第3章ARM处理器19
3.1微处理器和微控制器19
3.2ARM处理器介绍19
3.2.1ARM微处理器的应用领域20
3.2.2ARM的功能特点20
3.3ARM指令集21
3.3.1算术运算指令21
3.3.2逻辑运算指令22
3.3.3分支指令23
3.3.4数据传送指令23
3.4ARM的结构24
3.4.1ARM体系结构的命名方法24
3.4.2处理器系列划分25
3.4.3处理器工作模式25
3.4.4存储系统26
3.4.5寻址方式27
3.5ARM的功能选型29
3.5.1ARM的选型原则29
3.5.2几种常见的ARM核处理器选型参考32
3.6小结32

第4章嵌入式Linux33
4.1常见的嵌入式操作系统33
4.1.1VxWorks33
4.1.2WindowsCE34
4.1.3PalmOS34
4.1.4Symbian34
4.2嵌入式Linux操作系统34
4.2.1什么是Linux35
4.2.2Linux与UNIX的不同——GPL版权协议介绍35
4.2.3Linux发行版36
4.2.4常见的嵌入式Linux系统37
4.3小结37

第5章建立软件开发环境38
5.1独立的Linux系统38
5.1.1安装UbuntuLinux38
5.1.2关键一步——系统的网络设置46
5.1.3其他必要的设置46
5.1.4怎样安装卸载软件48
5.1.5怎样配置系统服务48
5.1.6安装主要的开发工具48
5.1.7安装其他的开发工具和文档49
5.2运行在Windows上的Linux系统50
5.2.1什么是Cygwin50
5.2.2如何安装Cygwin50
5.2.3安装开发环境54
5.3Linux常用工具54
5.3.1Linuxshell和常用命令55
5.3.2文本编辑工具vi56
5.3.3搜索工具find和grep57
5.3.4FTP工具61
5.3.5串口工具minicom63
5.4Windows常用工具65
5.4.1代码编辑管理工具SourceInsight65
5.4.2串口工具XShell71
5.5ARM集成开发环境ADS72
5.5.1ADS集成开发环境介绍73
5.5.2配置ADS调试环境73
5.5.3建立自己的工程75
5.6小结78

第6章第一个Linux应用程序79
6.1向世界问好——Hello，World!79
6.1.1用vi编辑源代码文件79
6.1.2用gcc编译程序80
6.1.3执行程序80
6.2程序背后做了什么80
6.2.1程序执行的过程81
6.2.2窥视程序执行中的秘密82
6.2.3动态库的作用83
6.3程序如何来的——编译的全部过程84
6.3.1编译源代码84
6.3.2连接目标文件到指定的库85
6.4更简单的办法——用Makefile管理工程86
6.4.1什么是Makefile87
6.4.2它是如何工作的87
6.4.3如何使用Makefile87
6.4.4好的源代码管理习惯88
6.5小结88

第2篇Linux嵌入式开发应用篇
第7章Linux应用程序编程基础90
7.1内存管理和使用90
7.1.1堆和栈的区别90
7.1.2内存管理函数malloc()和free()93
7.1.3实用的内存分配函数calloc()和realloc()93
7.1.4内存管理编程实例94
7.2ANSIC文件管理97
7.2.1文件指针和流97
7.2.2存储方式98
7.2.3标准输入、标准输出和标准错误98
7.2.4缓冲98
7.2.5打开关闭文件99
7.2.6读写文件100
7.2.7文件流定位103
7.2.8ANSIC文件编程实例103
7.3POSIX文件I/O编程104
7.3.1底层的文件I/O操作104
7.3.2文件描述符104
7.3.3创建/打开/关闭文件105
7.3.4读写文件内容108
7.3.5文件内容定位109
7.3.6修改已打开文件的属性110
7.3.7POSIX文件编程实例110
7.4小结112

第8章开发多进程/线程程序113
8.1多进程开发113
8.1.1什么是进程113
8.1.2进程环境和属性114
8.1.3创建进程115
8.1.4等待进程结束117
8.1.5退出进程118
8.1.6常用进程间通信的方法120
8.1.7进程编程实例124
8.2多线程开发125
8.2.1线程的概念126
8.2.2进程和线程对比126
8.2.3创建线程127
8.2.4取消线程128
8.2.5等待线程129
8.2.6使用pthread库线程操作实例129
8.3小结131

第9章网络通信应用132
9.1网络通信基础132
9.1.1TCP/IP协议族132
9.1.2IP协议133
9.1.3TCP协议135
9.1.4UDP协议135
9.1.5学习分析协议的方法135
9.2Socket通信基本概念137
9.2.1创建socket对象138
9.2.2面向连接的Socket通信实现138
9.2.3面向连接的Echo服务编程实例140
9.2.4无连接的Socket通信实现144
9.2.5无连接的时间服务编程实例145
9.3Socket高级应用148
9.3.1Socket超时处理148
9.3.2使用Select机制处理多连接149
9.3.3使用Poll机制处理多连接151
9.3.4多线程环境Socket编程152
9.4小结152

第10章串行口通信编程154
10.1串口介绍154
10.1.1什么是串口154
10.1.2串口工作原理154
10.1.3串口流量控制155
10.2开发串口应用程序156
10.2.1操作串口需要用到的头文件156
10.2.2串口操作方法157
10.2.3串口属性设置157
10.2.4与Windows串口终端通信161
10.3串口应用实例——手机短信发送163
10.3.1PC与手机连接发送短信的物理结构164
10.3.2AT指令介绍164
10.3.3GSMAT指令集165
10.3.4PDU编码方式165
10.3.5建立与手机的连接167
10.3.6使用AT指令发送短信167
10.4小结171

第11章嵌入式GUI程序开发172
11.1LinuxGUI介绍172
11.1.1LinuxGUI的发展172
11.1.2常见的嵌入式GUI173
11.2开发图形界面程序174
11.2.1安装Qt开发环境174
11.2.2建立简单的Qt程序176
11.2.3Qt库编程结构178
11.3深入Qt编程179
11.3.1使用Widget179
11.3.2对话框程序设计181
11.3.3信号与槽系统185
11.4移植Qtopia到ARM开发板186
11.4.1需要的资源186
11.4.2准备工作187
11.4.3编译主机Qt工具187
11.4.4交叉编译qtopia189
11.5小结190

第12章软件项目管理191
12.1源代码管理191
12.1.1什么是软件的版本191
12.1.2版本控制的概念192
12.2版本控制系统Subversion193
12.2.1在Linux系统下使用Subversion服务端193
12.2.2在Windows系统下使用TortoiseSVN客户端195
12.3开发文档管理——常见的开发文档199
12.3.1可行性研究报告200
12.3.2项目开发计划200
12.3.3软件需求说明书200
12.3.4概要设计200
12.3.5详细设计200
12.3.6用户手册201
12.3.7其他文档201
12.4使用trac管理软件开发文档201
12.4.1安装trac201
12.4.2配置trac基本设置202
12.4.3配置trac全局脚本204
12.4.4设置trac的Web界面205
12.5Bug跟踪系统208
12.5.1Bug管理的概念和作用208
12.5.2使用Bugzilla跟踪Bug208
12.6小结211

第3篇Liux系统篇
第13章ARM体系结构及开发实例214
13.1ARM体系结构介绍214
13.1.1ARM体系结构214
13.1.2ARM指令集介绍215
13.2编程模型216
13.2.1数据类型216
13.2.2处理器模式216
13.2.3寄存器217
13.2.4通用寄存器217
13.2.5程序状态寄存器219
13.2.6异常处理219
13.2.7内存和内存I/O映射220
13.3内存管理单元221
13.3.1内存管理介绍221
13.3.2内存访问顺序222
13.3.3地址翻译过程222
13.3.4访问权限223
13.4常见接口和控制器223
13.4.1GPIO接口223
13.4.2中断控制器224
13.4.3RTC控制器224
13.4.4看门狗定时器225
13.4.5试验：使用GPIO点亮LED226
13.5小结227

第14章深入Bootloader228
14.1初识Bootloader228
14.1.1PC（个人电脑）上的Bootloader228
14.1.2什么是嵌入式系统的Bootloader229
14.1.3嵌入式系统常见的Bootloader229
14.2U-Boot分析230
14.2.1获取U-Boot230
14.2.2U-Boot工程结构分析230
14.2.3U-Boot总体工作流程232
14.3U-Boot启动流程分析233
14.3.1_start标号233
14.3.2reset标号235
14.3.3cpu_init_crit标号237
14.3.4lowlevel_init标号238
14.3.5relocate标号239
14.3.6start_armboot()函数240
14.3.7main_loop()函数244
14.4移植U-Boot到开发板248
14.4.1U-Boot移植的一般步骤248
14.4.2移植U-Boot到目标开发板249
14.4.3移植U-Boot的常见问题250
14.5小结251

第15章解析Linux内核252
15.1基本知识252
15.1.1什么是Linux内核252
15.1.2Linux内核版本253
15.1.3如何获取Linux内核代码253
15.1.4编译内核253
15.2Linux内核的子系统260
15.2.1系统调用接口260
15.2.2进程管理子系统261
15.2.3内存管理子系统262
15.2.4虚拟文件系统263
15.2.5网络堆栈264
15.2.6设备驱动265
15.2.7依赖体系结构的代码266
15.3Linux内核代码的工程结构266
15.3.1源代码目录布局266
15.3.2几个重要的Linux内核文件267
15.4内核编译系统268
15.4.1内核编译系统基本架构269
15.4.2内核顶层Makefile分析269
15.4.3内核编译文件分析274
15.4.4目标文件清除机制278
15.4.5编译辅助程序279
15.4.6KBuild变量281
15.5小结282

第16章嵌入式Linux启动流程283
16.1Linux内核初始化流程283
16.2PC的初始化流程284
16.2.1PCBIOS功能和作用284
16.2.2硬盘的数据结构..285
16.2.3完整的初始化流程286
16.3嵌入式系统的初始化286
16.4Linux内核初始化287
16.4.1解压缩内核映像287
16.4.2进入内核代码289
16.5启动init内核进程291
16.6根文件系统初始化292
16.6.1根文件系统介绍292
16.6.2挂载虚拟文件系统294
16.7内核交出权限300
16.8init进程300
16.9初始化RAMDisk301
16.9.1RAMDisk介绍301
16.9.2如何使用RAMDisk302
16.9.3实例：使用RAMDisk作为根文件系统302
16.10小结303

第17章Linux文件系统304
17.1Linux文件管理304
17.1.1文件和目录的概念304
17.1.2文件的结构305
17.1.3文件的类型305
17.1.4文件系统的目录结构307
17.1.5文件和目录的存取权限308
17.1.6文件系统管理310
17.2Linux文件系统原理311
17.2.1非日志文件系统311
17.2.2日志文件系统311
17.3常见的Linux文件系统312
17.3.1ext2文件系统312
17.3.2ext3文件系统315
17.3.3ReiserFS文件系统315
17.3.4JFFS文件系统316
17.3.5cramfs文件系统318
17.4其他文件系统319
17.4.1网络文件系统319
17.4.2/proc影子文件系统320
17.5小结323

第18章建立交叉编译工具链324
18.1什么是交叉编译324
18.2需要哪些东西325
18.3手工创建工具链325
18.3.1准备工作——获取源代码326
18.3.2开始了——建立工作环境326
18.3.3建立Linux内核头文件327
18.3.4编译安装binutils330
18.3.5编译安装gcc的C编译器331
18.3.6编译安装glibc库332
18.3.7编译安装gcc的C、C++编译器333
18.3.8最后的工作334
18.4使用脚本创建工具链334
18.5更简便的方法——获取已编译好的交叉编译环境336
18.6小结336

第19章强大的命令系统BusyBox337
19.1BusyBox简介337
19.1.1简单易懂的BusyBox337
19.1.2BusyBox工作原理338
19.1.3安装BusyBox339
19.2交叉编译BusyBox341
19.3使用BusyBox343
19.3.1BusyBox初始化344
19.3.2目标板BusyBox安装346
19.4小结348

第20章Linux内核移植349
20.1Linux内核移植要点349
20.2平台相关代码结构350
20.3建立目标平台工程框架351
20.3.1加入编译菜单项352
20.3.2设置宏与代码文件的对应关系352
20.3.3测试工程框架353
20.4建立目标平台代码框架354
20.4.1ARM处理器相关结构354
20.4.2建立machine_desc结构356
20.4.3加入处理函数356
20.4.4加入定时器结构357
20.4.5测试代码结构357
20.5构建目标板代码357
20.5.1处理器初始化358
20.5.2端口映射360
20.5.3中断处理361
20.5.4定时器处理361
20.5.5编译最终代码361
20.6小结362

第21章内核和应用程序调试技术363
21.1使用GDB调试应用程序概述363
21.2基本的调试技术363
21.2.1列出源代码366
21.2.2断点管理368
21.2.3执行程序370
21.2.4显示程序变量370
21.2.5信号管理371
21.2.6调试实例371
21.3多进程调试372
21.4调试意外终止的程序374
21.5内核调试技术376
21.5.1printk打印调试信息376
21.5.2使用/proc虚拟文件系统377
21.5.3使用KDB调试工具379
21.5.4KDB调试指令382
21.6小结384

第4篇Linux嵌入式驱动开发篇
第22章Linux设备驱动386
22.1设备驱动介绍386
22.2Linux内核模块386
22.2.1内核模块简介387
22.2.2内核模块的结构387
22.2.3内核模块的加载和卸载388
22.2.4编写一个基本的内核模块389
22.2.5编译内核模块390
22.2.6为内核模块添加参数391
22.3Linux设备驱动392
22.3.1PCI局部总线介绍392
22.3.2Linux设备驱动基本概念393
22.3.3字符设备394
22.3.4块设备396
22.3.5网络设备396
22.4字符设备驱动开发实例396
22.4.1开发一个基本的字符设备驱动397
22.4.2测试字符设备驱动399
22.5小结400

第23章网络设备驱动程序401
23.1网络基础知识401
23.1.1ISO/OSI网络参考模型401
23.1.2TCP/IP协议402
23.2以太网基础404
23.2.1工作原理405
23.2.2常见以太网标准405
23.2.3拓扑结构406
23.2.4工作模式406
23.3网卡工作原理407
23.4内核网络分层结构408
23.4.1内核网络结构408
23.4.2与网络有关的数据结构409
23.4.3内核网络部分的全局变量410
23.5内核网络设备驱动框架411
23.5.1net_device结构411
23.5.2数据包接收流程413
23.5.3数据包发送流程415
23.6实例：DM9000网卡驱动分析416
23.6.1DM9000芯片介绍416
23.6.2网卡驱动程序框架416
23.6.3DM9000网卡驱动主要数据结构417
23.6.4加载驱动程序418
23.6.5停止和启动网卡423
23.6.6发送数据包425
23.6.7接收数据包427
23.6.8中断和定时器处理429
23.7小结431

第24章Flash设备驱动432
24.1LinuxFlash驱动结构432
24.1.1什么是MTD432
24.1.2MTD系统结构433
24.2Flash设备基础434
24.2.1存储原理434
24.2.2性能比较435
24.3内核MTD层436
24.3.1mtd_info结构436
24.3.2mtd_part结构439
24.3.3mtd_partition结构440
24.3.4map_info结构440
24.3.5nand_chip结构442
24.4Flash设备框架443
24.4.1NORFlash设备驱动框架443
24.4.2NANDFlash设备驱动框架444
24.5Flash设备驱动实例——NORFlash设备驱动剖析445
24.5.1数据结构446
24.5.2驱动初始化446
24.5.3驱动卸载447
24.6Flash设备驱动实例——NANDFlash设备驱动分析448
24.6.1S3C2440NAND控制器介绍448
24.6.2数据结构450
24.6.3驱动初始化450
24.6.4驱动卸载454
24.6.5初始化NAND控制器455
24.6.6设置芯片操作456
24.6.7电源管理458
24.7小结459

第25章USB驱动开发460
25.1USB体系介绍460
25.1.1USB设计目标460
25.1.2USB体系概述461
25.1.3USB体系工作流程462
25.2USB驱动程序框架462
25.2.1Linux内核USB驱动框架462
25.2.2主机驱动结构465
25.2.3设备驱动结构468
25.2.4USB驱动程序框架470
25.3USB驱动实例剖析473
25.3.1USB串口驱动473
25.3.2USB键盘驱动475
25.4小结478