嵌入式LINUX系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)詳解：基于ARM

第1章　概述　1
1.1　嵌入式系統(tǒng)　1
1.2　嵌入式操作系統(tǒng)　2
1.3　嵌入式Linux歷史　4
1.4　嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境　5
1.5　嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)要點(diǎn)　7
第2章　ARM處理器　8
2.1　ARM處理器簡介　8
2.1.1　ARM公司簡介　9
2.1.2　ARM處理器體系結(jié)構(gòu)　10
2.1.3　Linux與ARM處理器　12
2.2　ARM指令集　13
2.2.1　ARM微處理器的指令集概述　13
2.2.2　ARM指令尋址方式　15
2.2.3　Thumb指令概述　17
2.3　典型ARM處理器簡介　17
2.3.1　Atmel AT91RM9200　17
2.3.2　Samsung S3C2410　18
2.3.3　TI OMAP1510/1610系列　19
2.3.4　Freescale i.Max21　22
2.3.5　Intel Xscale PXA系列　23
2.4　三星S3C2410開發(fā)板　24
2.4.1　三星S3C2410開發(fā)板介紹　24
2.4.2　眾多的開發(fā)板供應(yīng)商　26
第3章　Linux編程環(huán)境　28
3.1　Linux常用工具　28
3.1.1　Shell簡介　28
3.1.2　常用Shell命令　30
3.1.3　編寫Shell腳本　38
3.1.4　正則表達(dá)式　42
3.1.5　程序編輯器　44
3.2　Makefile　48
3.2.1　GNU make　48
3.2.2　Makefile規(guī)則語法　49
3.2.3　Makefile文件中變量的使用　51
3.3　二進(jìn)制代碼工具的使用　52
3.3.1　GNU Binutils工具介紹　52
3.3.2　Binutils工具軟件使用　54
3.4　編譯器GCC的使用　54
3.4.1　GCC編譯器介紹　54
3.4.2　GCC編譯選項(xiàng)解析　56
3.5　調(diào)試器GDB的使用技巧　60
3.5.1　GDB調(diào)試器介紹　60
3.5.2　GDB調(diào)試命令　61
3.6　Linux編程庫　66
3.6.1　Linux編程庫介紹　66
3.6.2　Linux系統(tǒng)調(diào)用　67
3.6.3　Linux線程庫　70
第4章　交叉開發(fā)環(huán)境　73
4.1　交叉開發(fā)環(huán)境介紹　73
4.1.1　交叉開發(fā)概念模型　73
4.1.2　目標(biāo)板與主機(jī)之間的連接　75
4.1.3　文件傳輸　76
4.1.4　網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)　77
4.2　安裝交叉編譯工具　78
4.2.1　獲取交叉開發(fā)工具鏈　78
4.2.2　主機(jī)安裝工具鏈　79
4.3　主機(jī)開發(fā)環(huán)境配置　80
4.3.1　主機(jī)環(huán)境配置　80
4.3.2　串口控制臺工具　81
4.3.3　DHCP服務(wù)　84
4.3.4　TFTP服務(wù)　85
4.3.5　NFS服務(wù)　86
4.4　啟動(dòng)目標(biāo)板　88
4.4.1　系統(tǒng)引導(dǎo)過程　88
4.4.2　內(nèi)核解壓啟動(dòng)　89
4.4.3　掛接根文件系統(tǒng)　90
4.5　應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程交叉調(diào)試　91
4.5.1　交叉調(diào)試的模型　91
4.5.2　交叉調(diào)試程序?qū)嵗?2
第5章　交叉開發(fā)工具鏈　94
5.1　工具鏈軟件　94
5.1.1　相關(guān)軟件工程　94
5.1.2　軟件版本的匹配　95
5.1.3　工具鏈制作流程　97
5.2　制作交叉編譯器　98
5.2.1　準(zhǔn)備編譯環(huán)境　98
5.2.2　編譯binutils　99
5.2.3　編譯GCC的輔助編譯器　100
5.2.4　編譯生成glibc庫　101
5.2.5　編譯生成完整的GCC編譯器　105
5.3　制作交叉調(diào)試器　106
5.3.1　編譯交叉調(diào)試器　106
5.3.2　編譯gdbserver　106
第6章　Bootloader　108
6.1　Bootloader　108
6.1.1　Bootloader介紹　108
6.1.2　Bootloader的啟動(dòng)　109
6.1.3　Bootloader的種類　111
6.2　U-Boot編程　113
6.2.1　U-Boot工程簡介　113
6.2.2　U-Boot源碼結(jié)構(gòu)　113
6.2.3　U-Boot的編譯　114
6.2.4　U-Boot的移植　117
6.2.5　添加U-Boot命令　118
6.3　U-Boot的調(diào)試　121
6.3.1　硬件調(diào)試器　121
6.3.2　軟件跟蹤　121
6.3.3　U-Boot啟動(dòng)過程　123
6.3.4　U-Boot與內(nèi)核的關(guān)系　128
6.4　使用U-Boot　133
6.4.1　燒寫U-Boot到Flash　134
6.4.2　U-Boot的常用命令　134
6.4.3　U-Boot的環(huán)境變量　141
第7章　配置編譯內(nèi)核　143
7.1　Linux內(nèi)核特點(diǎn)　143
7.1.1　Linux內(nèi)核版本介紹　143
7.1.2　Linux內(nèi)核特點(diǎn)　143
7.1.3　Linux 2.6內(nèi)核新特性　144
7.2　配置編譯內(nèi)核源碼　147
7.2.1　內(nèi)核源碼結(jié)構(gòu)　148
7.2.2　內(nèi)核配置系統(tǒng)　150
7.2.3　Kbuild Makefile　157
7.2.4　內(nèi)核編譯　169
7.2.5　內(nèi)核編譯結(jié)果　179
7.3　內(nèi)核配置選項(xiàng)　180
7.3.1　使用配置菜單　180
7.3.2　基本配置選項(xiàng)　181
7.3.3　驅(qū)動(dòng)程序配置選項(xiàng)　183
第8章　內(nèi)核移植淺析　185
8.1　移植內(nèi)核源碼　185
8.1.1　移植前的準(zhǔn)備工作　185
8.1.2　開發(fā)板內(nèi)核移植　186
8.1.3　移植后的工作　194
8.2　Linux內(nèi)核啟動(dòng)過程分析　194
8.2.1　內(nèi)核啟動(dòng)流程源代碼分析　194
8.2.2　內(nèi)核自引導(dǎo)程序　195
8.2.3　內(nèi)核vmlinux入口　199
8.2.4　Linux系統(tǒng)初始化　201
8.2.5　掛接根文件系統(tǒng)　206
8.2.6　初始化設(shè)備驅(qū)動(dòng)　208
8.2.7　啟動(dòng)用戶空間init進(jìn)程　209
第9章　內(nèi)核調(diào)試技術(shù)　212
9.1　內(nèi)核調(diào)試方法　212
9.1.1　內(nèi)核調(diào)試概述　212
9.1.2　學(xué)會分析內(nèi)核源程序　213
9.1.3　調(diào)試方法介紹　213
9.2　內(nèi)核打印函數(shù)　216
9.2.1　內(nèi)核映像解壓前的串口輸出函數(shù)　216
9.2.2　內(nèi)核錯(cuò)誤報(bào)告子程序　218
9.2.3　內(nèi)核打印函數(shù)　220
9.3　獲取內(nèi)核信息　227
9.3.1　系統(tǒng)請求鍵　227
9.3.2　通過/proc接口　228
9.3.3　通過/sys接口　229
9.3.4　通過ioctl方法　232
9.4　處理出錯(cuò)信息　233
9.4.1　oops信息　233
9.4.2　panic　234
9.5　內(nèi)核源碼調(diào)試　236
9.5.1　KGDB調(diào)試內(nèi)核源代碼　236
9.5.2　BDI2000調(diào)試內(nèi)核源代碼　237
第10章　制作Linux根文件系統(tǒng)　242
10.1　根文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)　242
10.1.1　FHS目錄結(jié)構(gòu)　243
10.1.2　文件存放規(guī)則　246
10.2　添加系統(tǒng)文件　247
10.2.1　添加共享鏈接庫　247
10.2.2　添加內(nèi)核模塊　249
10.2.3　添加設(shè)備文件　251
10.3　init系統(tǒng)初始化過程　253
10.3.1　inittab文件　253
10.3.2　System V init啟動(dòng)過程　256
10.3.3　Busybox init啟動(dòng)過程分析　258
10.4　定制文件系統(tǒng)　260
10.4.1　定制應(yīng)用程序　260
10.4.2　配置應(yīng)用程序自動(dòng)啟動(dòng)　260
第11章　充分利用開源軟件　262
11.1　開放源代碼工程介紹　262
11.1.1　Linux系統(tǒng)和開源軟件　263
11.1.2　開源軟件的特點(diǎn)　264
11.2　Busybox使用　265
11.2.1　Busybox工程介紹　265
11.2.2　配置編譯Busybox　265
11.3　X11圖形系統(tǒng)　270
11.3.1　X Windows介紹　270
11.3.2　Tiny-X介紹　270
11.3.3　GTK圖形庫　271
11.4　Qt圖形庫　277
11.4.1　Qt介紹　277
11.4.2　Qt/Embedded介紹　278
11.4.3　Qt/Embedded架構(gòu)　280
11.4.4　Qt/Embedded軟件包與安裝　281
11.5　MiniGUI圖形系統(tǒng)　283
11.5.1　MiniGUI圖形系統(tǒng)概述　283
11.5.2　MiniGUI移植　285
11.6　MicroWindows圖形系統(tǒng)　290
11.7　Linux下的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用　292
11.7.1　嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化　292
11.7.2　TCP/IP協(xié)議概述　292
11.7.3　Linux下的Socket編程　294
11.8　嵌入式Linux的串行通信　304
11.8.1　Linux下的串口操作　304
11.8.2　Linux串口編程實(shí)例　309
第12章　系統(tǒng)集成測試　314
12.1　系統(tǒng)集成測試　314
12.1.1　系統(tǒng)集成測試概述　314
12.1.2　系統(tǒng)集成測試要求　315
12.2　系統(tǒng)跟蹤工具　315
12.2.1　為什么需要跟蹤工具　315
12.2.2　Strace　316
12.2.3　Ltrace　316
12.2.4　LTT　317
12.3　系統(tǒng)性能測量工具　321
12.3.1　代碼效率測量　321
12.3.2　LTP　324
12.3.3　LMbench　325
12.4　測量內(nèi)存泄漏　326
12.4.1　mtrace　326
12.4.2　dmalloc　327
12.4.3　memwatch　328
12.4.4　YAMD　330
第13章　部署Linux系統(tǒng)　333
13.1　部署Linux系統(tǒng)概述　333
13.1.1　部署Linux系統(tǒng)的基本流程　333
13.1.2　部署Linux系統(tǒng)的關(guān)鍵問題　334
13.2　文件系統(tǒng)類型　335
13.2.1　EXT2/EXT3　335
13.2.2　JFS　337
13.2.3　cramfs　339
13.2.4　JFFS/JFFS2　340
13.2.5　YAFFS　341
13.3　存儲設(shè)備　343
13.3.1　MTD類型設(shè)備　343
13.3.2　磁盤類型設(shè)備　344
13.4　部署Linux系統(tǒng)　346
13.4.1　安裝MTD工具　346
13.4.2　使用磁盤文件系統(tǒng)　347
13.4.3　使用RAMDISK設(shè)備　348
13.4.4　使用MTD設(shè)備和JFFS2文件系統(tǒng)　349
13.4.5　系統(tǒng)啟動(dòng)和升級　351
第14章　系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)例　352
14.1　需求分析　352
14.2　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)　354
14.3　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)　364
14.4　系統(tǒng)集成與部署　366