嵌入式Linux操作系統(tǒng)

前言

隨著消費群體對產(chǎn)品要求的日益提高，嵌入式技術(shù)在機(jī)械器具制造、電子產(chǎn)品制造、通信、信息服務(wù)等行業(yè)領(lǐng)域得到了大顯身手的機(jī)會，應(yīng)用日益廣泛，相應(yīng)地企業(yè)對嵌入式人才的需求也越來越多。因此近幾年來，各高等院校開始紛紛開設(shè)嵌入式專業(yè)或課程。但是，各院校在嵌入式專業(yè)教學(xué)建設(shè)的過程中幾乎都面臨教材難覓的困境。雖然目前市場上的嵌入式開發(fā)相關(guān)書籍比較多，但幾乎都是針對有一定基礎(chǔ)的行業(yè)內(nèi)研發(fā)人員而編寫的，并不完全符合學(xué)校的教學(xué)要求。學(xué)校教學(xué)需要一套充分考慮學(xué)生現(xiàn)有知識基礎(chǔ)和接受度的，明確各門課程教學(xué)目標(biāo)的，便于學(xué)校安排課時的嵌入式專業(yè)教材。針對教材缺乏的問題，我們以多年來在嵌入式工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)人才培養(yǎng)、項目研發(fā)的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，匯總了近幾年積累的數(shù)百家企業(yè)對嵌入式研發(fā)相關(guān)崗位的真實需求，調(diào)研了數(shù)十所開設(shè)“嵌入式工程技術(shù)”專業(yè)的高等院校的課程設(shè)置情況、學(xué)生特點和教學(xué)用書現(xiàn)狀。通過細(xì)致的整理和分析，對專業(yè)技能和基本知識進(jìn)行合理劃分，我們編寫了這套高等院校嵌入式人才培養(yǎng)規(guī)劃教材，包括以下5本：《ARM嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)》《UC／OS II嵌入式操作系統(tǒng)》《嵌入式Linux操作系統(tǒng)》《嵌入式Linux c語言開發(fā)》《嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計》本套教材按照專業(yè)整體教學(xué)要求組織編寫，各自對應(yīng)的主干課程之間既相對獨立又有機(jī)銜接，整套教材具有系統(tǒng)性?！秳h嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)》側(cè)重介紹接口技術(shù)；在操作系統(tǒng)教材方面，考慮到各院校不同的教學(xué)側(cè)重點，編寫了Uc／os II和Linux兩個版本；考慮到本專業(yè)對學(xué)生c語言能力要求較高，編寫了《嵌入式Linux c語言開發(fā)》這本少課時的教材，可供“c語言基礎(chǔ)”課程的后續(xù)提高課程使用；《嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計》介紹了貫穿前面所學(xué)知識的實訓(xùn)內(nèi)容，供“Linux應(yīng)用開發(fā)”課程使用。本書是其中之一。操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)軟件，是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專業(yè)的核心課程。操作系統(tǒng)課程中涉及的概念、原理是從事嵌入式開發(fā)人員必備的知識。操作系統(tǒng)理論深奧，是計算機(jī)專業(yè)中較難掌握的一門課程。加之以往的操作系統(tǒng)教材多以理論介紹為主，很少涉及操作系統(tǒng)源代碼，通過學(xué)習(xí)，學(xué)生只掌握了一些簡單的概念，對操作系統(tǒng)的基本原理沒有掌握很透徹，學(xué)習(xí)效果不好。本書從原理和編程實現(xiàn)兩個方面講解操作系統(tǒng)科學(xué)，旨在幫助學(xué)生加深對操作系統(tǒng)原理的理解，主要以Linux操作系統(tǒng)為例，分別說明了操作系統(tǒng)中有關(guān)進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件管理、設(shè)備管理等幾大核心功能，本書注重實用，使學(xué)生達(dá)到學(xué)用結(jié)合的目的。

內(nèi)容概要

本書介紹了操作系統(tǒng)的幾大組成部分，并以Linux操作系統(tǒng)為例說明了各功能的實現(xiàn)?！　∪珪卜?0章，內(nèi)容包括嵌入式Linux操作系統(tǒng)概念，Linux系統(tǒng)安裝與使用，操作系統(tǒng)的存儲管理、進(jìn)程管理、文件管理、設(shè)備管理等幾個核心模塊，其中涉及對Linux內(nèi)核代碼的部分分析介紹。在本書最后一章，綜合介紹了開發(fā)嵌入式Linux系統(tǒng)的全過程，包括建立開發(fā)環(huán)境、編譯Bootloader、編譯內(nèi)核、部署根文件系統(tǒng)等全過程。　　本書可作為高職高專院?！扒度胧讲僮飨到y(tǒng)”課程的教材，也可供嵌入式Linux愛好者參考使用。

書籍目錄

第1章　嵌入式Linux操作系統(tǒng)簡介  1.1　操作系統(tǒng)  1.2　嵌入式系統(tǒng)  1.3　嵌入式操作系統(tǒng)  1.4　嵌入式Linux基礎(chǔ)    1.4.1　Linux發(fā)展概述    1.4.2　Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢    1.4.3　Linux發(fā)行版本    1.4.4　如何學(xué)習(xí)Linux    1.5　Linux安裝    1.5.1　基本概念    1.5.2　硬件需求    1.5.3　安裝準(zhǔn)備    1.5.4　安裝過程  1.6　Linux文件及文件系統(tǒng)    1.6.1　文件類型及文件屬性    1.6.2　文件系統(tǒng)類型介紹    1.6.3　Linux目錄結(jié)構(gòu)  思考題第2章　Linux操作系統(tǒng)使用與系統(tǒng)配置  2.1　Linux基本命令    2.1.1　用戶系統(tǒng)相關(guān)命令    2.1.2　文件目錄相關(guān)命令    2.1.3　壓縮打包相關(guān)命令    2.1.4　比較合并文件相關(guān)命令    2.1.5　網(wǎng)絡(luò)相關(guān)命令  2.2　Linux系統(tǒng)服務(wù)    2.2.1　獨立運行的服務(wù)    2.2.2　xinetd設(shè)定的服務(wù)    2.2.3　設(shè)定服務(wù)命令的常用方法    思考題第3章　嵌入式Linux編程環(huán)境　3.1　Linux編輯器vi的使用    3.1.1　vi的模式    3.1.2　vi的基本流程    3.1.3　vi各模式的功能鍵　3.2　9cc編譯器    3.2.1　9cc編譯流程解析    3.2.2　9cc編譯選項分析　3.3　9db調(diào)試器    3.3.1　9db使用流程    3.3.2　9db基本命令　3.4　Make工程管理器    3.4.1　Makefile基本結(jié)構(gòu)    3.4.2　Makefile變量    3.4.3　Mlakefile規(guī)則    3.4.4　Make管理器的使用　3.5　使用autotools    3.5.1　autotools使用流程    3.5.2　使用autotools所生成的 Makefile    思考題第4章　存儲管理　4.1　進(jìn)程虛存空間的管理    4.1.1　進(jìn)程的虛存區(qū)域    4.1.2　虛存空間的映射和虛存區(qū)域的建立　4.2　內(nèi)存空間／地址類型　4.3  分頁機(jī)制與MMU……第5章　操作系統(tǒng)進(jìn)程第6章　進(jìn)程間通信第7章　中斷與系統(tǒng)調(diào)用第8章　文件管理第9章　設(shè)備管理第10章　嵌入式Linux的構(gòu)建　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：系統(tǒng)中對于物理頁有大量的需求，當(dāng)程序映像加載到內(nèi)存中的時候，操作系統(tǒng)需要分配頁。當(dāng)程序結(jié)束執(zhí)行并卸載時需要釋放這些頁。另外，為了存放核心相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如頁表自身）也需要物理頁。這種用于分配和回收頁的機(jī)制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對于維護(hù)虛擬內(nèi)存子系統(tǒng)的效率也許是最重要的。系統(tǒng)中的所有的物理頁都使用page數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述。每一個物理頁對應(yīng)一個page變量。個zone的所有page變量集合形成數(shù)組，由zone的zone mere map成員指針指向數(shù)組的起始地址，頁數(shù)組的初始化在系統(tǒng)啟動時完成。頁分配器的算法是建立在伙伴系統(tǒng)之上的。伙伴系統(tǒng)將內(nèi)存區(qū)域組織為以頁為單位的塊，n稱為該塊的“級別”，具有相同級別的塊用鏈表接在一起。每次分配必須指定一個級別，并以該級別塊的大小為單位。在分配時，依次從級別，z到最大級別開始搜索，直到找到一個非空的塊為止，如果這個非空塊級別不是n，則將其拆成兩份，一份放到其對應(yīng)的級別的空閑塊中，而另一份如果還不是級別n就繼續(xù)拆分。直到最后返回那個級別為n的塊。在回收時，首先計算出被回收的塊的伙伴，然后查看這個伙伴是否在級別為n的空閑鏈中。如果找到了，則這個塊將與這個伙伴合并（伙伴從空閑鏈刪除，并修整“當(dāng)前塊”的位置即可），然后n=n+1，繼續(xù)這個合并過程。當(dāng)伙伴不在該空閑鏈中時，合并過程結(jié)束。free-area所管理的內(nèi)存如圖4.3所示。

編輯推薦

《嵌入式Linux操作系統(tǒng)》：嵌入式學(xué)院是華清遠(yuǎn)見在6年高端嵌入式人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上傾力打造的“嵌入式領(lǐng)域就業(yè)優(yōu)勢倍增”項目，學(xué)院充分整合行業(yè)經(jīng)驗及專業(yè)優(yōu)勢，并借助自身豐富的合作企業(yè)資源及專業(yè)、科學(xué)的實訓(xùn)體系，幫助合作院校時刻緊跟嵌入式行業(yè)用人需求的最新趨勢，引導(dǎo)畢業(yè)生在知識結(jié)構(gòu)上更好地實現(xiàn)與企業(yè)真實需求的對接，從而有效提高其就業(yè)競爭優(yōu)勢，順利進(jìn)入嵌入式專業(yè)領(lǐng)域。華清遠(yuǎn)見嵌入式學(xué)院將繼續(xù)專注于為更多希望從事嵌入式行業(yè)工作，但又缺乏相關(guān)經(jīng)驗的人員提供更專業(yè)的嵌入式實訓(xùn)課程，培養(yǎng)出更多合格的嵌入式人才，以促進(jìn)行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。華清遠(yuǎn)見嵌入式學(xué)院官方網(wǎng)站為www embedu org?！陡叩仍盒Ｇ度胧饺瞬排囵B(yǎng)規(guī)劃教材》系列教材●ARM嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)●uc／0s II嵌入式操作系統(tǒng)●嵌入式LinUX操作系統(tǒng)●嵌入式Linux c語言開發(fā)●嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計本套教材按照專業(yè)整體教學(xué)要求組織編寫，各自對應(yīng)的主干課程之間既相對獨立又有機(jī)銜接，整套教材具有系統(tǒng)性。《ARM嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)》側(cè)重介紹接口技術(shù)；在操作系統(tǒng)教材方面，考慮到各院校不同的教學(xué)側(cè)重點，編寫了uc／0s II和Linux兩個版本；考慮到本專業(yè)對學(xué)生c語言能力要求較高，編寫了《嵌入式Linux c語言開發(fā)》這本教材，可供“C語言基礎(chǔ)”課程的后續(xù)提高課程使用；《嵌人式應(yīng)用程序設(shè)計》介紹了貫穿前面所學(xué)知識的實訓(xùn)內(nèi)容，供“Linux應(yīng)用開發(fā)”課程使用。書中源代碼、PPT課件等輔助教學(xué)資料，請到WwW．Ptpedu.com.cn下載。

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