ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解（第2版）

第1篇 Linux嵌入式開發(fā)基礎篇
第1章 嵌入式系統(tǒng)入門
1.1 什么是嵌入式系統(tǒng)
1.2 嵌入式系統(tǒng)應用領域
1.2.1 家用電器和電子類產(chǎn)品
1.2.2 交通工具
1.2.3 公共電子設施
1.3 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展
1.3.1 嵌入式微控制器
1.3.2 嵌入式微處理器
1.3.3 未來嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的方向
1.4 典型的嵌入式系統(tǒng)組成
1.5 小結
第2章 嵌入式軟硬件系統(tǒng)
2.1 電路基本知識
2.1.1 什么是模擬電路
2.1.2 什么是數(shù)字電路
2.1.3 數(shù)制轉換
2.2 計算機組成原理
2.2.1 計算機體系的發(fā)展
2.2.2 中央處理器
2.2.3 存儲系統(tǒng)
2.2.4 總線系統(tǒng)
2.2.5 輸入輸出系統(tǒng)
2.3 軟件基礎知識
2.3.1 什么是軟件
2.3.2 軟件開發(fā)流程
2.3.3 常見的軟件開發(fā)模型
2.3.4 計算機編程語言
2.3.5 數(shù)據(jù)結構
2.4 操作系統(tǒng)知識
2.4.1 什么是操作系統(tǒng)
2.4.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史
2.4.3 操作系統(tǒng)由什么組成
2.4.4 幾種操作系統(tǒng)的設計思路
2.4.5 操作系統(tǒng)分類
2.5 小結
第3章 ARM處理器
3.1 微處理器和微控制器
3.2 ARM處理器介紹
3.2.1 ARM微處理器的應用領域
3.2.2 ARM的功能特點
3.3 ARM指令集
3.3.1 算術運算指令
3.3.2 邏輯運算指令
3.3.3 分支指令
3.3.4 數(shù)據(jù)傳送指令
3.4 ARM的結構
3.4.1 ARM體系結構的命名方法
3.4.2 處理器系列劃分
3.4.3 處理器工作模式
3.4.4 存儲系統(tǒng)
3.4.5 尋址方式
3.5 ARM的功能選型
3.5.1 ARM的選型原則
3.5.2 幾種常見的ARM核處理器選型參考
3.6 小結
第4章 嵌入式Linux
4.1 常見的嵌入式操作系統(tǒng)
4.1.1 VxWorks
4.1.2 Windows CE
4.1.3 PalmOS
4.1.4 Symbian
4.2 嵌入式Linux操作系統(tǒng)
4.2.1 什么是Linux
4.2.2 Linux與UNIX的不同——GPL版權協(xié)議介紹
4.2.3 Linux發(fā)行版
4.2.4 常見的嵌入式Linux系統(tǒng)
4.3 小結
第5章 建立軟件開發(fā)環(huán)境
5.1 獨立的Linux系統(tǒng)
5.1.1 安裝Ubuntu Linux
5.1.2 怎樣安裝、卸載軟件
5.1.3 怎樣配置系統(tǒng)服務
5.1.4 安裝主要的開發(fā)工具
5.1.5 安裝其他的開發(fā)工具和文檔
5.2 運行在Windows上的Linux系統(tǒng)
5.2.1 什么是Cygwin
5.2.2 如何安裝Cygwin
5.2.3 安裝開發(fā)環(huán)境
5.3 Linux常用工具
5.3.1 Linux shell和常用命令
5.3.2 文本編輯工具vi
5.3.3 搜索工具find和grep
5.3.4 FTP工具
5.3.5 串口工具minicom
5.4 Windows常用工具
5.4.1 代碼編輯管理工具Source Insight
5.4.2 串口工具XShell
5.5 ARM集成開發(fā)環(huán)境ADS
5.5.1 ADS集成開發(fā)環(huán)境介紹
5.5.2 配置ADS調試環(huán)境
5.5.3 建立自己的工程
5.6 小結
第6章 第一個Linux應用程序
6.1 向世界問好——Hello,World!
6.1.1 用vi編輯源代碼文件
6.1.2 用gcc編譯程序
6.1.3 執(zhí)行程序
6.2 程序背后做了什么
6.2.1 程序執(zhí)行的過程
6.2.2 窺視程序執(zhí)行中的秘密
6.2.3 動態(tài)庫的作用
6.3 程序如何來的——編譯的全部過程
6.3.1 編譯源代碼
6.3.2 連接目標文件到指定的庫
6.4 更簡單的辦法——用Makefile管理工程
6.4.1 什么是Makefile
6.4.2 它是如何工作的
6.4.3 如何使用Makefile
6.4.4 好的源代碼管理習慣
6.5 小結
第2篇 Linux嵌入式開發(fā)應用篇
第7章 Linux應用程序編程基礎
7.1 內存管理和使用
7.1.1 堆和棧的區(qū)別
7.1.2 內存管理函數(shù)malloc()和free()
7.1.3 實用的內存分配函數(shù)calloc()和realloc()
7.1.4 內存管理編程實例
7.2 ANSI C文件管理
7.2.1 文件指針和流
7.2.2 存儲方式
7.2.3 標準輸入、標準輸出和標準錯誤
7.2.4 緩沖
7.2.5 打開、關閉文件
7.2.6 讀寫文件
7.2.7 文件流定位
7.2.8 ANSI C文件編程實例
7.3 POSIX文件I/O編程
7.3.1 底層的文件I/O操作
7.3.2 文件描述符
7.3.3 創(chuàng)建/打開/關閉文件
7.3.4 讀寫文件內容
7.3.5 文件內容定位
7.3.6 修改已打開文件的屬性
7.3.7 POSIX文件編程實例
7.4 小結
第8章 開發(fā)多進程/線程程序
8.1 多進程開發(fā)
8.1.1 什么是進程
8.1.2 進程環(huán)境和屬性
8.1.3 創(chuàng)建進程
8.1.4 等待進程結束
8.1.5 退出進程
8.1.6 常用進程間通信的方法
8.1.7 進程編程實例
8.2 多線程開發(fā)
8.2.1 線程的概念
8.2.2 進程和線程對比
8.2.3 創(chuàng)建線程
8.2.4 取消線程
8.2.5 等待線程
8.2.6 使用pthread庫線程操作實例
8.3 小結
第9章 網(wǎng)絡通信應用
9.1 網(wǎng)絡通信基礎
9.1.1 TCP/IP協(xié)議族
9.1.2 IP協(xié)議
9.1.3 TCP協(xié)議
9.1.4 UDP協(xié)議
9.1.5 學習分析協(xié)議的方法
9.2 Socket通信基本概念
9.2.1 創(chuàng)建socket對象
9.2.2 面向連接的Socket通信實現(xiàn)
9.2.3 面向連接的echo服務編程實例
9.2.4 無連接的Socket通信實現(xiàn)
9.2.5 無連接的時間服務編程實例
9.3 Socket高級應用
9.3.1 Socket超時處理
9.3.2 使用Select機制處理多連接
9.3.3 使用poll機制處理多連接
9.3.4 多線程環(huán)境Socket編程
9.4 小結
第10章 串口通信編程
10.1 串口介紹
10.1.1 什么是串口
10.1.2 串口工作原理
10.1.3 串口流量控制
10.2 開發(fā)串口應用程序
10.2.1 操作串口需要用到的頭文件
10.2.2 串口操作方法
10.2.3 串口屬性設置
10.2.4 與Windows串口終端通信
10.3 串口應用實例——手機短信發(fā)送
10.3.1 PC與手機連接發(fā)送短信的物理結構
10.3.2 AT指令介紹
10.3.3 GSM AT指令集
10.3.4 PDU編碼方式
10.3.5 建立與手機的連接
10.3.6 使用AT指令發(fā)送短信
10.4 小結
第11章 嵌入式GUI程序開發(fā)
11.1 Linux GUI介紹
11.1.1 Linux GUI的發(fā)展
11.1.2 常見的嵌入式GUI
11.2 開發(fā)圖形界面程序
11.2.1 安裝Qt開發(fā)環(huán)境
11.2.2 建立簡單的Qt程序
11.2.3 Qt庫編程結構
11.3 深入Qt編程
11.3.1 使用Widget
11.3.2 對話框程序設計
11.3.3 信號與槽系統(tǒng)
11.4 移植Qtopia到ARM開發(fā)板
11.4.1 需要的資源
11.4.2 準備工作
11.4.3 編譯主機Qt工具
11.4.4 交叉編譯qtopia
11.5 小結
第12章 軟件項目管理
12.1 源代碼管理
12.1.1 什么是軟件的版本
12.1.2 版本控制的概念
12.2 版本控制系統(tǒng)Subversion
12.2.1 在Linux系統(tǒng)下使用Subversion服務端
12.2.2 在Windows系統(tǒng)下使用TortoiseSVN客戶端
12.3 開發(fā)文檔管理——常見的開發(fā)文檔
12.3.1 可行性研究報告
12.3.2 項目開發(fā)計劃
12.3.3 軟件需求說明書
12.3.4 概要設計
12.3.5 詳細設計
12.3.6 用戶手冊
12.3.7 其他文檔
12.4 使用trac管理軟件開發(fā)文檔
12.4.1 安裝trac
12.4.2 配置trac基本設置
12.4.3 配置trac全局腳本
12.4.4 設置trac的Web界面
12.5 Bug跟蹤系統(tǒng)
12.5.1 Bug管理的概念和作用
12.5.2 使用Bugzilla跟蹤Bug
12.6 小結
第3篇 Linux系統(tǒng)篇
第13章 ARM體系結構及開發(fā)實例
13.1 ARM體系結構介紹
13.1.1 ARM體系結構
13.1.2 ARM指令集介紹
13.2 編程模型
13.2.1 數(shù)據(jù)類型
13.2.2 處理器模式
13.2.3 寄存器
13.2.4 通用寄存器
13.2.5 程序狀態(tài)寄存器
13.2.6 異常處理
13.2.7 內存和內存I/O映射
13.3 內存管理單元
13.3.1 內存管理介紹
13.3.2 內存訪問順序
13.3.3 地址翻譯過程
13.3.4 訪問權限
13.4 常見接口和控制器
13.4.1 GPIO接口
13.4.2 中斷控制器
13.4.3 RTC控制器
13.4.4 看門狗定時器
13.4.5 試驗：使用GPIO點亮LED
13.5 小結
第14章 深入Bootloader
14.1 初識Bootloader
14.1.1 PC（個人電腦）上的Bootloader
14.1.2 什么是嵌入式系統(tǒng)的Bootloader
14.1.3 嵌入式系統(tǒng)常見的Bootloader
14.2 U-Boot分析
14.2.1 獲取U-Boot
14.2.2 U-Boot工程結構分析
14.2.3 U-Boot總體工作流程
14.3 U-Boot啟動流程分析
14.3.1 _start標號
14.3.2 reset標號
14.3.3 cpu_init_crit標號
14.3.4 lowlevel_init標號
14.3.5 relocate標號
14.3.6 start_armboot()函數(shù)
14.3.7 main_loop()函數(shù)
14.4 移植U-Boot到開發(fā)板
14.4.1 U-Boot移植的一般步驟
14.4.2 移植U-Boot到目標開發(fā)板
14.4.3 移植U-Boot的常見問題
14.5 小結
第15章 解析Linux內核
15.1 基本知識
15.1.1 什么是Linux內核
15.1.2 Linux內核版本
15.1.3 如何獲取Linux內核代碼
15.1.4 編譯內核
15.2 Linux內核的子系統(tǒng)
15.2.1 系統(tǒng)調用接口
15.2.2 進程管理子系統(tǒng)
15.2.3 內存管理子系統(tǒng)
15.2.4 虛擬文件系統(tǒng)
15.2.5 網(wǎng)絡堆棧
15.2.6 設備驅動
15.2.7 依賴體系結構的代碼
15.3 Linux內核代碼的工程結構
15.3.1 源代碼目錄布局
15.3.2 幾個重要的Linux內核文件
15.4 內核編譯系統(tǒng)
15.4.1 內核編譯系統(tǒng)基本架構
15.4.2 內核頂層Makefile分析
15.4.3 內核編譯文件分析
15.4.4 目標文件清除機制
15.4.5 編譯輔助程序
15.4.6 KBuild變量
15.5 小結
第16章 嵌入式Linux啟動流程
16.1 Linux內核初始化流程
16.2 PC的初始化流程
16.2.1 PC BIOS功能和作用
16.2.2 硬盤的數(shù)據(jù)結構
16.2.3 完整的初始化流程
16.3 嵌入式系統(tǒng)的初始化
16.4 Linux內核初始化
16.4.1 解壓縮內核映像
16.4.2 進入內核代碼
16.5 啟動init內核進程
16.6 根文件系統(tǒng)初始化
16.6.1 根文件系統(tǒng)介紹
16.6.2 掛載虛擬文件系統(tǒng)
16.7 內核交出權限
16.8 init進程
16.9 初始化RAM Disk
16.9.1 RAM Disk介紹
16.9.2 如何使用RAM Disk
16.9.3 實例：使用RAM Disk作為根文件系統(tǒng)
16.10 小結
第17章 Linux文件系統(tǒng)
17.1 Linux文件管理
17.1.1 文件和目錄的概念
17.1.2 文件的結構
17.1.3 文件的類型
17.1.4 文件系統(tǒng)的目錄結構
17.1.5 文件和目錄的存取權限
17.1.6 文件系統(tǒng)管理
17.2 Linux文件系統(tǒng)原理
17.2.1 非日志文件系統(tǒng)
17.2.2 日志文件系統(tǒng)
17.3 常見的Linux文件系統(tǒng)
17.3.1 ext2文件系統(tǒng)
17.3.2 ext3文件系統(tǒng)
17.3.3 ReiserFS文件系統(tǒng)
17.3.4 JFFS文件系統(tǒng)
17.3.5 cramfs文件系統(tǒng)
17.4 其他文件系統(tǒng)
17.4.1 網(wǎng)絡文件系統(tǒng)
17.4.2 /proc影子文件系統(tǒng)
17.5 小結
第18章 建立交叉編譯工具鏈
18.1 什么是交叉編譯
18.2 需要哪些東西
18.3 手工創(chuàng)建工具鏈
18.3.1 準備工作——獲取源代碼
18.3.2 開始了——建立工作環(huán)境
18.3.3 建立Linux內核頭文件
18.3.4 編譯安裝binutils
18.3.5 編譯安裝gcc的C編譯器
18.3.6 編譯安裝glibc庫
18.3.7 編譯安裝gcc的C、C++編譯器
18.3.8 最后的工作
18.4 使用腳本創(chuàng)建工具鏈
18.5 更簡便的方法——獲取已編譯好的交叉編譯環(huán)境
18.6 小結
第19章 強大的命令系統(tǒng)BusyBox
19.1 BusyBox簡介
19.1.1 簡單易懂的BusyBox
19.1.2 BusyBox工作原理
19.1.3 安裝BusyBox
19.2 交叉編譯BusyBox
19.3 使用BusyBox
19.3.1 BusyBox初始化
19.3.2 目標板BusyBox安裝
19.4 小結
第20章 Linux內核移植
20.1 Linux內核移植要點
20.2 平臺相關代碼結構
20.3 建立目標平臺工程框架
20.3.1 加入編譯菜單項
20.3.2 設置宏與代碼文件的對應關系
20.3.3 測試工程框架
20.4 建立目標平臺代碼框架
20.4.1 ARM處理器相關結構
20.4.2 建立machine_desc結構
20.4.3 加入處理函數(shù)
20.4.4 加入定時器結構
20.4.5 測試代碼結構
20.5 構建目標板代碼
20.5.1 處理器初始化
20.5.2 端口映射
20.5.3 中斷處理
20.5.4 定時器處理
20.5.5 編譯最終代碼
20.6 小結
第21章 內核和應用程序調試技術
21.1 使用gdb調試應用程序概述
21.2 基本的調試技術
21.2.1 列出源代碼
21.2.2 斷點管理
21.2.3 執(zhí)行程序
21.2.4 顯示程序變量
21.2.5 信號管理
21.2.6 調試實例
21.3 多進程調試
21.4 調試意外終止的程序
21.5 內核調試技術
21.5.1 printk打印調試信息
21.5.2 使用/proc虛擬文件系統(tǒng)
21.5.3 使用KDB調試工具
21.5.4 KDB調試指令
21.6 小結
第4篇 Linux嵌入式驅動開發(fā)篇
第22章 Linux設備驅動
22.1 設備驅動介紹
22.2 Linux內核模塊
22.2.1 內核模塊簡介
22.2.2 內核模塊的結構
22.2.3 內核模塊的加載和卸載
22.2.4 編寫一個基本的內核模塊
22.2.5 編譯內核模塊
22.2.6 為內核模塊添加參數(shù)
22.3 Linux設備驅動
22.3.1 PCI局部總線介紹
22.3.2 Linux設備驅動基本概念
22.3.3 字符設備
22.3.4 塊設備
22.3.5 網(wǎng)絡設備
22.4 字符設備驅動開發(fā)實例
22.4.1 開發(fā)一個基本的字符設備驅動
24.4.2 測試字符設備驅動
22.5 小結
第23章 網(wǎng)絡設備驅動程序
23.1 網(wǎng)絡基礎知識
23.1.1 ISO/OSI網(wǎng)絡參考模型
23.1.2 TCP/IP協(xié)議
23.2 以太網(wǎng)基礎
23.2.1 工作原理
23.2.2 常見以太網(wǎng)標準
23.2.3 拓撲結構
23.2.4 工作模式
23.3 網(wǎng)卡工作原理
23.4 內核網(wǎng)絡分層結構
23.4.1 內核網(wǎng)絡結構
23.4.2 與網(wǎng)絡有關的數(shù)據(jù)結構
23.4.3 內核網(wǎng)絡部分的全局變量
23.5 內核網(wǎng)絡設備驅動框架
23.5.1 net_device結構
23.5.2 數(shù)據(jù)包接收流程
23.5.3 數(shù)據(jù)包發(fā)送流程
23.6 實例：DM9000網(wǎng)卡驅動分析
23.6.1 DM9000芯片介紹
23.6.2 網(wǎng)卡驅動程序框架
23.6.3 DM9000網(wǎng)卡驅動主要數(shù)據(jù)結構
23.6.4 加載驅動程序
23.6.5 停止和啟動網(wǎng)卡
23.6.6 發(fā)送數(shù)據(jù)包
23.6.7 接收數(shù)據(jù)包
23.6.8 中斷和定時器處理
23.7 小結
第24章 Flash設備驅動
24.1 Linux Flash驅動結構
24.1.1 什么是MTD
24.1.2 MTD系統(tǒng)結構
24.2 Flash設備基礎
24.2.1 存儲原理
24.2.2 性能比較
24.3 內核MTD層
24.3.1 mtd_info結構
24.3.2 mtd_part結構
24.3.3 mtd_partition結構
24.3.4 map_info結構
24.3.5 nand_chip結構
24.4 Flash設備框架
24.4.1 NOR Flash設備驅動框架
24.4.2 NAND Flash設備驅動框架
24.5 Flash設備驅動實例——NOR Flash設備驅動剖析
24.5.1 數(shù)據(jù)結構
24.5.2 驅動初始化
24.5.3 驅動卸載
24.6 Flash設備驅動實例——NAND Flash設備驅動分析
24.6.1 S3C2440 NAND控制器介紹
24.6.2 數(shù)據(jù)結構
24.6.3 驅動初始化
24.6.4 驅動卸載
24.6.5 初始化NAND控制器
24.6.6 設置芯片操作
24.6.7 電源管理
24.7 小結
第25章 USB驅動開發(fā)
25.1 USB體系介紹
25.1.1 USB設計目標
25.1.2 USB體系概述
25.1.3 USB體系工作流程
25.2 USB驅動程序框架
25.2.1 Linux內核USB驅動框架
25.2.2 主機驅動結構
25.2.3 設備驅動結構
25.2.4 USB驅動程序框架
25.3 USB驅動實例剖析
25.3.1 USB串口驅動
25.3.2 USB鍵盤驅動
25.4 小結