ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解

前言

　　隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理器技術(shù)不斷提高，計(jì)算機(jī)芯片的處理能力越來越強(qiáng)，體積越來越小，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到生活的方方面面。與人們?nèi)粘Ｉ畲蚪坏雷疃嗟木褪乔度胧较到y(tǒng)，從目前廣泛使用的手機(jī)、MP3播放器到家用電器，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用無處不在。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)占整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的比重也越來越高。.　　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與傳統(tǒng)的PC程序開發(fā)不同。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)涉及軟件硬件的開發(fā)，是一個(gè)協(xié)同工作的統(tǒng)一體。目前，已經(jīng)有許多的嵌入式系統(tǒng)硬件和操作系統(tǒng)軟件，其中應(yīng)用最廣泛的是ARM嵌入式處理器和Linux系統(tǒng)，本書也將以ARM處理器和Linux作為講解對象，幫助讀者進(jìn)入嵌入式開發(fā)領(lǐng)域。　　目前嵌入式開發(fā)的書籍種類繁多，但是內(nèi)容都比較有針對性。主要可以分成3類，一類是側(cè)重嵌入式硬件開發(fā)；一類側(cè)重嵌入式操作系統(tǒng)原理和設(shè)備驅(qū)動開發(fā)；還有一類是針對嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)。由于以上3類圖書都是針對某個(gè)特定領(lǐng)域編寫的，內(nèi)容針對性強(qiáng)，不便于初學(xué)者學(xué)習(xí)。　　本書從嵌入式初學(xué)者的角度出發(fā)，力求由淺入深地介紹嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的各部分知識，幫助初學(xué)者快速進(jìn)入嵌入式開發(fā)領(lǐng)域，掌握嵌入式開發(fā)的基本技術(shù)?！　”緯厣　?．配視頻講解光盤　　為了讓讀者更加快速、直觀地學(xué)習(xí)本書內(nèi)容，作者專門為本書錄制了大量多媒體語音視頻進(jìn)行講解，讀者可以結(jié)合視頻講解更高效地學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果更好。　　2．循序漸進(jìn)，由淺入深　　為了讓初學(xué)者快速進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域，本書一開始對嵌入式系統(tǒng)的軟件和硬件做了全面的介紹，讓讀者對嵌入式系統(tǒng)有一個(gè)基本的認(rèn)識。同時(shí)，在書中講解的知識點(diǎn)都配備了完整的實(shí)例，讀者可以通過實(shí)例學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)知識?！　?．技術(shù)全面，內(nèi)容充實(shí)　　作者本人從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)多年，深入了解嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的各個(gè)方面，在書中講解了嵌入式Linux開發(fā)的各個(gè)要點(diǎn)，包括Linux內(nèi)核的構(gòu)成、工作流程、驅(qū)動程序開發(fā)、文件系統(tǒng)、程序庫等知識，使讀者全面了解嵌入式Linux開發(fā)的各個(gè)知識點(diǎn)?！　?．實(shí)例講解，理解深刻　　嵌入式Linux開發(fā)書籍眾多，很多書籍偏重理論。本書所有的實(shí)例都經(jīng)過作者驗(yàn)證，并且有詳細(xì)的操作過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次，本書的操作實(shí)例有完整的實(shí)驗(yàn)環(huán)境描述，讀者可以通過實(shí)例加深對知識點(diǎn)的理解。..　　5．化整為零，深入剖析　　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)涉及知識面廣，技術(shù)復(fù)雜。本書剝繭抽絲，力求找出開發(fā)過程中關(guān)鍵的知識點(diǎn)。從關(guān)鍵點(diǎn)入手，通過簡單易懂的例子剖析技術(shù)原理，幫助讀者掌握復(fù)雜的技術(shù)?！　”緯鴥?nèi)容　　第1章：介紹嵌入式系統(tǒng)的基本概念。本章從日常生活的例子入手，給讀者對嵌入式系統(tǒng)一個(gè)初步認(rèn)識。然后介紹了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程，以及基本的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)知識?！　〉?章：嵌入式軟件和硬件知識。從模擬電路和數(shù)字電路的對比入手，介紹嵌入式系統(tǒng)硬件的基本知識。在此基礎(chǔ)上，講解軟件的基本概念和開發(fā)流程，最后是操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識?！　〉?章：全面介紹ARM處理器。先比較了微控制器和微處理器的異同，然后介紹ARM嵌入式處理器。講解ARM處理器的指令集和結(jié)構(gòu)，最后是處理器選型需要考慮的因素?！　　　?第4章：引入本書的重點(diǎn)——嵌入式Linux操作系統(tǒng)。本章可以分成兩部分，前半部分介紹常見的幾種嵌入式操作系統(tǒng)，通過對比得出Linux系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域的優(yōu)勢。后半部分講解嵌入式Linux相關(guān)的知識?！　〉?章：本章介紹如何搭建一個(gè)嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境。嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)可以在Linux系統(tǒng)上進(jìn)行，也可以在其他系統(tǒng)（如Windows系統(tǒng)）上進(jìn)行。因此，本章介紹了在兩種平臺下搭建開發(fā)環(huán)境的知識點(diǎn)，并且給出了詳細(xì)的操作步驟?！　〉?章：由一個(gè)最基本的Linux應(yīng)用程序入手，講解應(yīng)用程序的工作原理和工作流程。最后還介紹了Linux管理編譯程序的方法?！　〉?章：講解Linux應(yīng)用程序開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，如何操作內(nèi)存和文件。內(nèi)存和文件是應(yīng)用程序使用最多的兩種資源?！　〉?章：講解多線程和多進(jìn)程程序開發(fā)。多線程和多進(jìn)程程序可以提高應(yīng)用程序的并發(fā)處理能力，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用中重要的技術(shù)?！　〉?章：講解目前應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)功能，如何在應(yīng)用程序中通過套接字在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)?！　〉?0章：串口是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的基本數(shù)據(jù)傳遞方式之一，本章講解串口的基本工作原理、在應(yīng)用程序中使用串口傳遞數(shù)據(jù)。　　第11章：圖形界面是嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)熱點(diǎn)。本章講解了如何開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的圖形界面，以應(yīng)用廣泛的Qt圖形程序庫為例，講解了嵌入式系統(tǒng)移植和開發(fā)Qt程序的全 過程?！　〉?2章：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)通常涉及多個(gè)人相互協(xié)作，軟件管理的必要性尤為突出。本章講解了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中常見的集中軟件管理方法。包括文檔管理、代碼管理等。每種管理方法都是基于實(shí)際的管理軟件，并且給出了實(shí)際的操作過程?！　〉?3章：本章在第3章的基礎(chǔ)上深入講解ARM處理器。主要內(nèi)容包括ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)、編程模型、內(nèi)存管理、外部設(shè)備訪問等關(guān)鍵技術(shù)。在最后給出S3C2440 ARM處理器的操作實(shí)例?！　〉?4章：講解Bootloader工作原理。介紹了嵌入式系統(tǒng)常見的集中Bootloader，以U-Boot為例講解了Bootloader的工作原理，移植U-Boot到ARM開發(fā)板等知識?！　〉?5章：解析Linux內(nèi)核。包括Linux內(nèi)核的代碼工程結(jié)構(gòu)，主要工作原理等知識。本章內(nèi)容理論較多，需要結(jié)合相關(guān)章節(jié)理解?！　〉?6章：Linux內(nèi)核啟動過程涉及到軟硬件多方面知識，學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核啟動過程對理解Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)有很大幫助?！　〉?7章：講解Linux文件系統(tǒng)工作原理和制作方法。以ARM平臺為例制作嵌入式Linux系統(tǒng)常用的閃存文件系統(tǒng)?！　〉?8章：講解嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)交叉編譯工具鏈的創(chuàng)建和使用?！　〉?9章：介紹嵌入式Linux常用的命令系統(tǒng)BusyBox工作原理、裁剪和交叉編譯等知識。　　第20章：講解嵌入式Linux內(nèi)核移植的全部過程?！　〉?1章：介紹Linux內(nèi)核和應(yīng)用程序的調(diào)試技術(shù)?！　〉?2章：講解Linux系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)的基本知識，包括設(shè)備驅(qū)動的分類、特點(diǎn)、內(nèi)核模塊編寫實(shí)例。在最后給出了一個(gè)字符設(shè)備開發(fā)實(shí)例?！　〉?3章：在第22章的基礎(chǔ)上詳細(xì)講解Linux網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動開發(fā)，描述Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并且用實(shí)例分析了DM9000網(wǎng)絡(luò)適配器驅(qū)動程序?！　〉?4章：這一章講解嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的Flash設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)，用實(shí)例分析了NOR和NAND Flash設(shè)備驅(qū)動?！　〉?5章：講解USB體系結(jié)構(gòu)和設(shè)備驅(qū)動開發(fā)。內(nèi)容包括USB接口標(biāo)準(zhǔn)、工作流程等，最后給出了USB設(shè)備驅(qū)動開發(fā)實(shí)例?！　”緯x者對象　　嵌入式系統(tǒng)移植程序員　　嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)人員　　大中專院校的學(xué)生　　社會培訓(xùn)學(xué)生　　本書作者及編委會成員　　本書由弓雷主筆編寫。其他參與編寫和資料整理的人員還有蔡成立、陳曉莉、陳燕、馮國良、高岱明、黃會、紀(jì)奎秀、江瑩、李凌、李勝君、李雅娟、劉惠萍、劉水珍、馬月桂、秦蘭、汪文君、文龍、尹承印、于欣、張國強(qiáng)、張景君、趙書山、周伶俐、朱娜敏。在此對大家表示感謝！　　本書編委會成員有歐振旭、陳杰、陳冠軍、頊宇峰、張帆、陳剛、程彩紅、毛紅娟、聶慶亮、王志娟、武文娟、顏盟盟、姚志娟、尹繼平、張昆、張薛。

內(nèi)容概要

嵌入式系統(tǒng)是目前最流行的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)之一。本書由淺入深地講解基于ARM體系結(jié)構(gòu)的嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)，內(nèi)容包括嵌入式系統(tǒng)的基本概念、應(yīng)用領(lǐng)域等基礎(chǔ)知識；ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)；Linux系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)和移植方法、Bootloader功能和移植；Linux應(yīng)用程序開發(fā)，包括如何操作文件、管理內(nèi)存、訪問串口、多線程和多進(jìn)程技術(shù)，并且剖析了應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)和工作流程；Linux系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)，包括如何編寫內(nèi)核模塊、驅(qū)動程序分類和功能特點(diǎn)，并且給出了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動、Flash設(shè)備驅(qū)動和USB設(shè)備驅(qū)動的實(shí)例分析。　　本書附帶1張DVD光盤，內(nèi)容為專門為本書錄制的9小時(shí)視頻、本書涉及的源代碼、Ubuntu安裝光盤的鏡像文件和另外贈送的35小時(shí)Linux專題學(xué)習(xí)視頻?！　”緯m合廣大從事嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)人員、對嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)有興趣的計(jì)算機(jī)愛好者，以及大中專院校學(xué)生閱讀。

作者簡介

弓雷 在電信行業(yè)從事嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)5年。致力于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核及底層技術(shù)的研究。技術(shù)涉獵廣泛，擅長計(jì)算機(jī)通信技術(shù)。熟悉Intel IXA架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)處理器、ARM體系結(jié)構(gòu)、MIPS體系結(jié)構(gòu)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。曾經(jīng)移植過Linux 2.6內(nèi)核到嵌入式設(shè)備。曾經(jīng)參與研發(fā)某部隊(duì)火控武器

書籍目錄

第1篇 Linux嵌入式開發(fā)基礎(chǔ)篇　第1章 嵌入式系統(tǒng)入門  　第2章 嵌入式軟硬件系統(tǒng)  　第3章 ARM處理器  　第4章 嵌入式Linux  　第5章 建立軟件開發(fā)環(huán)境  　第6章 第一個(gè)Linux應(yīng)用程序  第2篇 Linux嵌入式開發(fā)應(yīng)用篇 　第7章 Linux應(yīng)用程序編程基礎(chǔ)  　第8章 開發(fā)多進(jìn)程/線程程序  　第9章 網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用  　第10章 串行口通信編程  　第11章 嵌入式GUI程序開發(fā)  　第12章 軟件項(xiàng)目管理  第3篇 Liux系統(tǒng)篇 　第13章 ARM體系結(jié)構(gòu)及開發(fā)實(shí)例  　第14章 深入Bootloader  　第15章 解析Linux內(nèi)核  　第16章 嵌入式Linux啟動流程  　第17章 Linux文件系統(tǒng)  　第18章 建立交叉編譯工具鏈  　第19章 強(qiáng)大的命令系統(tǒng)BusyBox  　第20章 Linux內(nèi)核移植  　第21章 內(nèi)核和應(yīng)用程序調(diào)試技術(shù)  第4篇 Linux嵌入式驅(qū)動開發(fā)篇 　第22章 Linux設(shè)備驅(qū)動  　第23章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序  　第24章 Flash設(shè)備驅(qū)動  　第25章 USB驅(qū)動開發(fā)

章節(jié)摘錄

　　計(jì)算機(jī)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。按照功能又可以劃分為指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)簡單地說就是研究計(jì)算機(jī)各系統(tǒng)和組成部分結(jié)構(gòu)的一門學(xué)問。計(jì)算機(jī)從誕生到現(xiàn)在的時(shí)間僅有半個(gè)世紀(jì)，但是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)卻有很大的發(fā)展，出現(xiàn)了許多的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從存儲結(jié)構(gòu)來說可以把計(jì)算機(jī)體系分成馮諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)?！　●T·諾依曼結(jié)構(gòu)是以數(shù)學(xué)家John Von Neumann的名字命名的，他最早提出了該構(gòu)想。該結(jié)構(gòu)把計(jì)算機(jī)分成了運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個(gè)部分。它的工作原理是把讓計(jì)算機(jī)工作的指令（也可理解為程序）存儲在存儲器內(nèi)，工作的流程是從存儲器取出指令，由運(yùn)算器運(yùn)算指令，控制器負(fù)責(zé)處理輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。　　馮·諾依曼結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，但是其自身也存在許多缺點(diǎn)。最突出的表現(xiàn)是，數(shù)據(jù)和指令存放在一起，運(yùn)算器在取指令的時(shí)候不能同時(shí)取數(shù)據(jù)，造成工作流程上的延遲，運(yùn)算效率不高。為了解決這個(gè)問題，出現(xiàn)了哈佛結(jié)構(gòu)。　　哈佛結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)就是把指令和數(shù)據(jù)分開存儲。控制器可以先讀取指令，然后交給運(yùn)算器解碼，得到數(shù)據(jù)地址后，控制器讀取數(shù)據(jù)交給運(yùn)算器；在運(yùn)算器運(yùn)算的時(shí)候，控制器可以讀取下一條指令或者數(shù)據(jù)。這種把指令和數(shù)據(jù)分開存儲的方式可以獲得較高的執(zhí)行效率。另外，分開存儲可以使指令和數(shù)據(jù)使用不同的數(shù)據(jù)寬度，方便了芯片的設(shè)計(jì)。在嵌入式系統(tǒng)中，大多數(shù)的處理器都使用哈佛結(jié)構(gòu)，如常見的ARM處理器以及一些單片機(jī)等。

編輯推薦

　　一線技術(shù)人員全力打造，分享嵌入式開發(fā)技術(shù)盛宴!　　《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》以主流的ARM 9硬件平臺為基礎(chǔ)，結(jié)合大量的應(yīng)用實(shí)例，從初學(xué)者的角度出發(fā)，全面、系統(tǒng)也闡述了嵌入式Linux統(tǒng)開發(fā)所涉及的方方面面知識?！　　禔RM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》先對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基本概念和軟硬件平臺進(jìn)行了必要介紹，然后進(jìn)一步分析了ARM處哩器的體系結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)　　《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》比較詳細(xì)地介紹了Linux系統(tǒng)的文件操作、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)通信、串口通信、多進(jìn)程與多線程開發(fā)，Qt編程等內(nèi)容另外，《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》對Linux系統(tǒng)的軟件管理也作了必要介紹。　　《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》結(jié)合典型實(shí)例，深入剖析了Bootloader功能及移植方法、Linux文件系統(tǒng)工作原理、嵌入式Linux啟動流程、Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)及移植方法等內(nèi)容，《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》結(jié)合字符設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、DM9000網(wǎng)絡(luò)適配器驅(qū)動開發(fā)、NOR FIash設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、NANDFlash設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、USB驅(qū)動開發(fā)5個(gè)典型案例，介紹了Linux嵌入式驅(qū)動開發(fā)的相關(guān)技術(shù)?！　　禔RM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》作者長期致力于嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)和研究，有豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)到見解?！禔RM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》總結(jié)了他多年的嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)　　特別提示　　《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》適合培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和大中專院校作為教材使用　為了方便教學(xué)，《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》專門配備了教學(xué)PPT。需　　要的老師詰發(fā)電子郵件至bookservice2008@163 com索取索取時(shí)請?zhí)峁┥矸菪畔ⅰ　〕怠⒋笕萘緿VD光盤　　9小時(shí)多媒體語音教學(xué)視頻　　《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)詳解》源文件　　Ubuntu安裝光盤的鏡像文件(贈送)　　34.5小時(shí)inux專題講座視頻(贈送)　　由淺入深：從嵌入式系統(tǒng)的軟硬件開始講解，逐步深入到實(shí)際開發(fā)　　內(nèi)容全面：涵蓋嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)的大部分知識點(diǎn)和典型應(yīng)用　　注重原理：對每個(gè)知識點(diǎn)都從概念和基本原理進(jìn)行詳細(xì)、透徹的分析　　實(shí)踐性強(qiáng)：結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，講解時(shí)列舉了大量典型示例和應(yīng)用實(shí)例　　重點(diǎn)突出：著重介紹了Bootloader功能及移植、Linux內(nèi)核及移植等內(nèi)容　　兼顧難度：結(jié)合5個(gè)典型案例，介紹了Linux嵌入式驅(qū)動開發(fā)技術(shù)　　視頻講解：專門錄制了9小時(shí)多媒體教學(xué)視頻講鰓書中的重點(diǎn)內(nèi)容　　由淺入深，全面解析基于ARM體系結(jié)構(gòu)的嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā).　　抽絲剝繭，采用典型實(shí)例，剖析嵌入式開發(fā)的技術(shù)原理及開發(fā)過程　　9小時(shí)多媒體語音教學(xué)視頻　　贈送Ubuntu光盤安裝文件　　贈送34.5小時(shí)Linux專題講座視頻　　感謝ChjnaUnix．net技術(shù)社區(qū)對本系列圖書的支持！　　ChinaUnix．net是一個(gè)以討論操作系統(tǒng)、軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及服務(wù)器存儲等技術(shù)為主的大型IT技術(shù)社區(qū)網(wǎng)站。ChjnaUnix．net的宗旨是給所有愛好IT技術(shù)、開源技術(shù)的朋友提供一個(gè)自由、開放和免費(fèi)的交流空間。ChinaUniX．net的目標(biāo)是建成中國最好的開源技術(shù)共享社區(qū)，為宣傳和推動開源技術(shù)及自由軟件在中國的應(yīng)用發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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