具体描述
《嵌入式Linux系统开发教程》系统论述了在Linux环境下开发嵌入式系统的设计思想、设计方法及开发流程，通过实例与设计项目，帮助读者尽快掌握嵌入式系统的基本概念，提高嵌入式设计技能。《嵌入式Linux系统开发教程》共12章，内容包括嵌入式基础知识、Linux概述、ARM体系架构、嵌入式编程、交叉工具链、bootloader、定制内核、文件系统、驱动程序开发基础、嵌入式图形设计等。《嵌入式Linux系统开发教程》的最后给出了一个综合实例，帮助读者理解嵌入式Linux的开发方法和技巧。
《嵌入式Linux系统开发教程》可作为高校计算机、通信、电子专业相关课程的教材，也可供广大嵌入式开发人员参考。
好的，这是一份关于一本名为《嵌入式Linux系统开发教程》的图书的简介，内容详尽，且不包含该书的任何实际内容。 --- 图书简介：《嵌入式Linux系统开发教程》 面向对象： 本书专为对嵌入式系统开发、特别是基于Linux平台的嵌入式软件工程感兴趣的初学者、在校学生、以及希望系统性提升现有技能的工程师而设计。它旨在提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导，使读者能够独立完成从硬件选型到软件部署的完整嵌入式系统开发流程。 核心理念与目标： 现代电子设备的复杂性日益增加，要求开发者不仅掌握底层硬件操作，更需理解和运用高性能、高灵活性的操作系统。本书聚焦于当前嵌入式领域最主流的操作系统——Linux，力求将抽象的系统概念转化为可操作的工程实践。我们的目标是让读者在阅读完本书后，不仅能够理解嵌入式Linux系统的架构，更能在实际项目中自信地进行应用程序设计、驱动开发和系统优化。 内容结构概述（非具体章节内容）： 本书的结构设计遵循了嵌入式系统开发的典型工作流程，从基础知识的建立到高级特性的掌握，逐步深入。 第一部分：基础构建与环境搭建 此部分着重于为读者打下坚实的理论和工具基础。它首先介绍了嵌入式系统的基本概念、主流架构及其与传统PC架构的区别。随后，重点讲解了交叉编译这一嵌入式开发的核心技能。读者将学习如何搭建一个功能完备的交叉编译环境，配置必要的工具链（如GCC、Binutils），并理解目标文件格式（如ELF）在嵌入式系统中的意义。同时，对底层硬件的初步认知也是这一部分的关键，包括微处理器（MCU/MPU）的基本工作原理和存储器的层级结构。 第二部分：Linux内核的定制与移植 深入嵌入式系统开发，必须掌握Linux内核的定制能力。本部分将详细剖析Linux内核的编译流程和主要结构。内容涵盖内核配置（Kconfig）、设备树（Device Tree）在现代嵌入式系统中的作用，以及如何根据特定硬件平台的需求进行内核的裁剪和优化。读者将学习到如何选择合适的内核版本，打补丁，以及理解启动加载器（Bootloader，如U-Boot）与内核之间的协作机制。这一阶段的实践操作将引导读者完成在模拟或真实硬件平台上的初步系统引导。 第三部分：驱动程序开发基础 硬件与操作系统的桥梁是驱动程序。本书将系统地介绍Linux驱动模型的概念，包括字符设备、块设备和网络设备驱动的基本框架。重点讲解Linux内核编程规范、同步机制（锁、信号量）在并发环境下的应用，以及如何有效地管理内存和I/O资源。读者将通过一系列精心设计的示例，掌握编写符合内核规范、健壮可靠的驱动程序的技能。错误处理、调试技术以及模块加载/卸载机制也是此部分的重要组成部分。 第四部分：用户空间应用程序开发 在操作系统之上，应用层开发是实现系统功能的关键。本部分将侧重于系统调用、进程间通信（IPC）机制（如管道、消息队列、共享内存）的实践应用。同时，针对嵌入式环境的资源约束特点，本书会探讨应用程序的性能优化策略，包括代码效率和内存占用控制。此外，会涉及网络编程基础，使读者能够开发具备网络通信能力的嵌入式服务程序。 第五部分：系统优化与高级调试 成功的嵌入式项目不仅要能跑起来，更要跑得好。本部分聚焦于系统性能的挖掘和问题解决。内容涵盖系统启动流程的分析与优化，包括内核启动时间的缩短、根文件系统的构建与优化（如使用JFFS2、YAFFS2或UBIFS等文件系统）。调试技术是本部分的重中之重，我们将探讨GDB远程调试在嵌入式环境中的配置与使用，以及如何利用性能分析工具（如`perf`）来定位CPU热点和内存泄漏问题，确保系统的实时性和稳定性。 第六部分：文件系统与根文件系统构建 嵌入式Linux系统的文件系统是存储和管理数据的关键。本书将详细介绍各类嵌入式文件系统（如SquashFS, CramFS, JFFS2等）的特性、适用场景及挂载方法。更重要的是，读者将学习如何使用Buildroot或Yocto Project等工具链，结合自身的应用需求，定制和构建一个最小化的根文件系统（RootFS），包括添加必要的库、工具和初始化脚本，从而实现系统的最小化部署。 特色与优势： 本书的编写风格注重逻辑清晰和工程实用性。它并非简单地罗列命令和API，而是深入剖析每一步操作背后的设计原理。所有的理论讲解都紧密结合实际开发中可能遇到的典型问题和解决方案。通过大量的项目实战案例（作为范例指导，不包含具体代码细节），读者可以逐步建立起对嵌入式Linux系统全栈开发的全面认知和实战能力。本书旨在培养的不仅仅是代码编写者，更是能够理解系统底层机制、具备独立解决复杂嵌入式工程问题的系统工程师。 ---
作者简介
目录信息
第1章 嵌入式系统基础 1 1.1 嵌入式系统 1 1.1.1 嵌入式系统的概念 1 1.1.2 嵌入式系统的组成 3 1.1.3 嵌入式系统的发展 5 1.1.4 嵌入式系统的应用前景 7 1.2 嵌入式处理器 11 1.2.1 嵌入式微控制器(EMCU) 11 1.2.2 嵌入式微处理器(EMPU) 11 1.2.3 嵌入式数字信号处理器(EDSP) 12 1.2.4 嵌入式片上系统(ESOC) 13 1.3 嵌入式操作系统 13 1.3.1 Linux 14 1.3.2 VxWorks 15 1.3.3 WinCE 15 1.3.4 Palm 16 1.3.5 μC/OS-II 16 1.3.6 eCos 17 1.4 嵌入式系统设计 17 1.4.1 嵌入式系统开发流程 17 1.4.2 嵌入式系统开发方法 19 思考与练习 20第2章 Linux基础 23 2.1 Linux 简介 23 2.1.1 Linux 的历史 24 2.1.2 linux特点 24 2.1.3 Linux与Windows 26 2.1.4 Linux的主要组成部分 28 2.1.5 Linux的种类和特性 31 2.2 图形操作界面 37 2.2.1 Linux与图形界面 38 2.2.2 KDE 39 2.2.3 GNOME 41 2.2.4 GNOME与KDE发展趋势 42 2.3 Linux的基本命令行操作 43 2.3.1 目录操作 44 2.3.2 文件操作 50 2.3.3 压缩、解压与打包 54 2.3.4 磁盘管理 55 2.3.5 用户系统 57 2.3.6 网络管理 59 2.4 Linux内核 61 思考与练习 62第3章 ARM体系架构 65 3.1 ARM微处理器简介 65 3.1.1 ARM微处理器的发展 65 3.1.2 ARM微处理器的特点和应用 66 3.2 ARM微处理器系列 67 3.2.1 ARM7系列 67 3.2.2 ARM9系列 68 3.2.3 ARM9E系列 68 3.2.4 ARM10E系列 69 3.2.5 ARM11系列 69 3.2.6 SecurCore系列 70 3.2.7 StrongARM系列 70 3.2.8 Xscale处理器 70 3.3 ARM编程模型 70 3.3.1 ARM硬件架构 71 3.3.2 ARM微处理器模式 71 3.3.3 ARM寄存器 72 3.3.4 异常处理 73 3.3.5 ARM的存储器组织 77 3.4 ARM指令系统 79 3.4.1 ARM指令格式 79 3.4.2 ARM指令的寻址方式 80 3.4.3 ARM最常用指令和条件后缀 82 3.5 ARM微处理器的应用选型 84 思考与练习 85第4章 嵌入式编程 87 4.1 ARM汇编语言程序设计 87 4.1.1 ARM汇编语言中的程序结构 87 4.1.2 ARM汇编语言的语句格式 88 4.1.3 基于Linux下GCC的汇编语言程序结构 89 4.1.4 基于Windows下ADS的汇编语言程序结构 90 4.1.5 ARM汇编器所支持的伪指令 91 4.2 ARM汇编与C语言编程 95 4.2.1 基本的ATPCS规则 96 4.2.2 C语言中内嵌汇编代码 98 4.2.3 从汇编程序中访问C程序变量 99 4.2.4 汇编代码中调用C函数 100 4.2.5 C语言代码中调用汇编函数 103 4.3 基于Linux 的C语言编程 104 4.3.1 C语言编程概述 104 4.3.2 Linux下的C开发工具 104 4.3.3 vi编辑器 105 4.3.4 gedit编辑器 109 4.3.5 编译器gcc 111 4.3.6 调试器gdb 114 4.3.7 项目管理器make 117 思考与练习 120第5章 软硬件开发环境 123 5.1 硬件环境 123 5.1.1 主机硬件环境 123 5.1.2 目标板硬件环境 124 5.2 Windows软件环境 124 5.2.1 超级终端的设置 125 5.2.2 DNW的设置 127 5.2.3 设置GIVEIO驱动 128 5.2.4 设置USB驱动 130 5.3 Linux软件环境 132 5.3.1 Linux系统的VMware安装 133 5.3.2 Windows与Ubuntu双系统安装 139 5.3.3 Linux网络服务配置 140 5.3.4 配置NFS服务 141 5.3.5 配置FTP服务 144 5.4 刻录镜像文件 145 5.4.1 刻录工具 145 5.4.2 使用方法 145 思考与练习 147第6章 交叉编译工具 149 6.1 工具链软件 149 6.1.1 工具链组成 149 6.1.2 构建工具链 150 6.2 分步构建交叉编译链 151 6.2.1 准备工具 151 6.2.2 基本过程 151 6.2.3 详细步骤 152 6.3 用Crosstool工具构建交叉工具链 159 6.3.1 准备工具 159 6.3.2 基本过程 159 6.3.3 详细步骤 160 6.4 使用现成的交叉工具 163 思考与练习 164第7章 Bootloader详解及移植 167 7.1 嵌入式Bootloader简介 167 7.1.1 Bootloader功能 167 7.1.2 基于Bootloader软件架构 168 7.1.3 Bootloader的操作模式 169 7.1.4 Bootloader的依赖性 169 7.1.5 Bootloader的启动方式 170 7.1.6 Bootloader启动流程 172 7.1.7 各种Bootloader 173 7.2 Vivi 175 7.2.1 Vivi简介 175 7.2.2 Vivi体系架构 175 7.2.3 Vivi的运行过程分析 176 7.2.4 Vivi的配置与编译 189 7.2.5 Vivi命令 190 7.3 Bootloader程序的调试和烧写 193 思考与练习 193第8章 定制内核移植 195 8.1 Linux内核源码组织 195 8.2 内核基本配置 197 8.2.1 内核配置系统 197 8.2.2 Makefile 198 8.2.3 具体的配置操作 203 8.2.4 添加自己的代码 207 8.3 内核定制 210 8.3.1 获取源码 210 8.3.2 移植过程 210 8.4 内核裁剪 218 8.4.1 取消虚拟内存的支持 219 8.4.2 取消多余的调度器 219 8.4.3 取消对旧版本二进制执行文件的支持 219 8.4.4 取消不必要的设备的支持 219 8.4.5 取消不需要的文件系统的支持 220 思考与练习 220第9章 嵌入式Linux文件系统 223 9.1 嵌入式Linux的文件系统 223 9.1.1 文件系统结构 223 9.1.2 文件系统特性 224 9.1.3 系统存储设备及其管理机制 225 9.1.4 基于FLASH闪存的文件系统 226 9.1.5 基于RAM的文件系统 228 9.1.6 网络文件系统 230 9.2 根文件系统及其定制 230 9.2.1 根文件系统架构 230 9.2.2 定制工具Busybox 232 9.2.3 库文件构建 241 9.2.4 设备文件的构建 243 9.2.5 根文件系统初始化 243 9.3 文件系统的制作 247 9.3.1 根文件系统的制作 247 9.3.2 NFS文件系统的制作 253 9.3.3 Cramfs文件系统的制作 254 9.3.4 Yaffs文件系统的制作 257 9.3.5 Ramdisk文件系统的制作 257 思考与练习 261第10章 嵌入式Linux驱动程序开发基础 263 10.1 嵌入式Linux驱动程序概述 263 10.1.1 Linux驱动程序工作原理 263 10.1.2 Linux驱动程序功能 265 10.2 设备驱动程序的基础知识 265 10.2.1 Linux的设备管理机制 265 10.2.2 驱动层次结构 269 10.2.3 设备驱动程序与外界的接口 270 10.2.4 设备驱动程序的特点 270 10.2.5 驱动程序开发流程 271 10.3 模块编程 271 10.3.1 模块与内核 271 10.3.2 建立模块文件 272 10.3.3 编写makefile 273 10.3.4 模块加载 274 10.3.5 模块的其他信息 275 10.3.6 模块参数 275 10.4 字符设备驱动程序 276 10.4.1 相关的数据结构 276 10.4.2 字符设备驱动程序开发流程 282 10.4.3 字符设备驱动程序扩展操作 291 10.5 网络设备驱动程序 293 10.5.1 基本概念 293 10.5.2 网络数据包处理流程 298 思考与练习 300第11章 嵌入式Linux图形设计 303 11.1 嵌入式GUI 303 11.1.1 嵌入式GUI简介 303 11.1.2 嵌入式GUI需求 304 11.1.3 嵌入式GUI组成 305 11.1.4 Qt/Embedded 306 11.1.5 MiniGUI 307 11.1.6 MicroWindows 310 11.1.7 OpenGUI 311 11.1.8 Tiny-X 312 11.1.9 各种GUI比较 312 11.2 Qt/Embedded开发入门 313 11.2.1 Qt/Embedded简介 313 11.2.2 Qt/Embedded架构 313 11.2.3 Qt的开发环境 315 11.2.4 Qt的支撑工具及组件 316 11.2.5 Qt/Embedded对象模型 317 11.2.6 信号与插槽机制 319 11.2.7 Qt/Embedded常用的类 322 11.3 Qt/Embedded安装 324 11.3.1 配置 325 11.3.2 编译 325 11.3.3 测试 325 11.4 Qt设计实例—— 密码验证程序 325 11.4.1 QDevelop和Qt Designer快速安装 326 11.4.2 界面设计 327 11.4.3 信号与槽 329 11.4.4 添加代码 331 11.4.5 编译 334 11.4.6 程序测试 335 11.4.7 移植 335 思考与练习 336第12章 嵌入式视频监视系统开发实例 339 12.1 系统设计背景 339 12.2 系统总体设计 340 12.2.1 系统总体设计思路 340 12.2.2 系统的设计要求及特点 340 12.2.3 系统总体架构设计 340 12.3 系统详细设计 342 12.3.1 系统的硬件设计与调试 342 12.3.2 系统的软件设计与调试 345 12.3.3 USB数据输入驱动程序移植 353 12.3.4 USB摄像头数据输入驱动程序测试 354 12.3.5 嵌入式网络视频服务器的设计 355 12.3.6 Video4Linux程序设计 356 12.4 系统测试 358 12.4.1 准备工作 358 12.4.2 测试方法 358 12.4.3 测试结果 358
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