嵌入式Linux开发教程电子书

内容提要

前言

第1篇 嵌入式开发基础

第1章 嵌入式系统基础

1.1 嵌入式处理器简介

1.1.1 嵌入式微处理器

1.1.2 嵌入式微控制器

1.1.3 嵌入式数字信号处理器

1.1.4 嵌入式片上系统

1.2 ARM微处理器简介

1.3 嵌入式操作系统概述

1.4 搭建嵌入式开发环境

1.4.1 Ubuntu16.04的安装

1.4.2 Minicom的安装配置

1.4.3 Tftp服务的安装配置

1.4.4 NFS的安装配置

1.4.5 建立交叉工具链

1.5 启动目标板系统

1.5.1 Boot Loader和Kernel

1.5.2 根文件系统

1.6 小结

1.7 习题

第2章 嵌入式C语言开发流程

2.1 命令行下的开发流程

2.1.1 编写代码

2.1.2 编译程序

2.1.3 运行程序

2.1.4 交叉编译

2.1.5 编写Makefile

2.2 基于Eclipse的开发流程

2.2.1 下载和安装Eclipse

2.2.2 新建工程

2.2.3 编写代码

2.2.4 编译工程

2.2.5 运行程序

2.3 小结

2.4 习题

第3章 Linux操作基础

3.1 Linux的基本概念

3.1.1 文件

3.1.2 目录

3.1.3 分区

3.1.4 挂载

3.1.5 用户系统

3.1.6 用户权限

3.1.7 shell

3.1.8 环境变量

3.2 Linux的命令行

3.2.1 执行命令

3.2.2 参数

3.2.3 重定向符号

3.2.4 获取帮助

3.3 Linux的常用命令

3.3.1 文件管理

3.3.2 内容管理

3.3.3 权限管理

3.3.4 备份压缩

3.3.5 系统设置

3.3.6 进程控制

3.3.7 网络设置

3.4 小结

3.5 习题

第4章 嵌入式C编程基础

4.1 C语言概述

4.1.1 C语言程序的结构

4.1.2 C语言的语句

4.1.3 C语言的关键字

4.1.4 C语言程序设计步骤

4.2 数据类型

4.2.1 常量与变量

4.2.2 整型数据、实型数据

4.2.3 字符型数据

4.3 运算符和表达式

4.3.1 算术运算符

4.3.2 关系和逻辑运算符

4.3.3 位操作符

4.3.4 ？操作符

4.3.5 表达式的优先级

4.4 流程控制

4.4.1 顺序程序设计

4.4.2 选择结构设计

4.4.3 循环结构设计

4.5 函数

4.5.1 函数定义的一般形式

4.5.2 函数的参数和函数的值

4.5.3 函数的调用

4.5.4 局部变量和全局变量

4.6 数组、指针

4.6.1 数组

4.6.2 指针的基本概念

4.6.3 指针与数组

4.6.4 指针与字符串

4.6.5 指针与函数

4.6.6 指针其他用法

4.6.7 动态内存管理

4.7 小结

4.8 习题

第2篇 嵌入式系统基础

第5章 S3C2440的内部资源

5.1 S3C2440微处理器

5.1.1 主要结构

5.1.2 片内资源

5.1.3 体系结构

5.2 S3C2440存储器映射

5.2.1 bank0总线宽度

5.2.2 nWAIT引脚的作用

5.2.3 nXBREQ/nXBACK引脚操作

5.3 S3C2440内部资源详解

5.3.1 Cache高速缓存

5.3.2 时钟和电源管理

5.3.3 中断控制器

5.3.4 脉冲带宽调制（PWM）定时器

5.3.5 实时时钟（RTC）

5.3.6 通用I/O端口

5.3.7 LCD控制器

5.3.8 UART控制器

5.3.9 A/D转换和触摸屏接口

5.3.10 看门狗定时器

5.3.11 IIC总线接口

5.3.12 AC97音频解码器接口

5.3.13 USB设备控制器

5.3.14 SD接口

5.3.15 SPI接口

5.3.16 相机接口

5.3.17 工作电压

5.4 小结

5.5 习题

第6章 ARM微处理器

6.1 ARM微处理器的结构

6.1.1 体系结构

6.1.2 寄存器结构

6.1.3 指令结构

6.2 ARM微处理器的选择

6.2.1 内核的选择

6.2.2 工作频率的选择

6.2.3 芯片内存储器的选择

6.2.4 片内外围电路的选择

6.3 ARM微处理器的指令集

6.3.1 ARM微处理器的指令分类和格式

6.3.2 指令的条件域

6.3.3 跳转指令

6.3.4 数据处理指令

6.3.5 乘法指令与乘加指令

6.3.6 程序状态寄存器访问指令

6.3.7 加载/存储指令

6.3.8 批量数据加载/存储指令

6.3.9 数据交换指令

6.3.10 移位指令

6.3.11 协处理器指令

6.3.12 异常产生指令

6.4 ARM微处理器指令的寻址方式

6.4.1 立即寻址

6.4.2 寄存器寻址

6.4.3 寄存器间接寻址

6.4.4 基址变址寻址

6.4.5 多寄存器寻址

6.4.6 相对寻址

6.4.7 堆栈寻址

6.5 小结

6.6 习题

第7章 ADS集成开发环境

7.1 命令行开发工具

7.1.1 使用armcc

7.1.2 使用armlink

7.1.3 ARM运行时库

7.1.4 CodeWarrior集成开发环境

7.1.5 ADS调试器

7.2 使用ADS创建工程

7.2.1 创建新工程

7.2.2 编译和链接工程

7.2.3 ARM fromELF工具

7.2.4 在命令行下编译工程

7.3 使用AXD调试代码

7.3.1 打开调试文件

7.3.2 查看存储器内容

7.3.3 设置断点

7.3.4 查看变量值

7.4 小结

7.5 习题

第8章 S3C2440的外部电路

8.1 核心板电路

8.1.1 晶振电路

8.1.2 复位电路

8.1.3 启动配置电路

8.1.4 FLASH存储器（内存）

8.1.5 SDRAM存储器（闪存）

8.2 底板电路

8.2.1 电源电路

8.2.2 串口电路

8.2.3 USB接口

8.2.4 以太网接口

8.2.5 JTAG调试接口

8.2.6 音频接口

8.2.7 LCD接口

8.2.8 SD卡接口

8.3 小结

8.4 习题

第9章 嵌入式Linux文件系统

9.1 嵌入式文件系统基础

9.1.1 NOR FLASH存储器

9.1.2 NAND FLASH存储器

9.1.3 MTD简介

9.1.4 日志型文件系统

9.1.5 BusyBox

9.2 CramFS文件系统

9.2.1 CramFS文件系统的特性

9.2.2 CramFS文件系统映像文件的结构

9.2.3 CramFS文件系统的工作原理

9.2.4 CramFS文件系统的初始化过程

9.2.5 CramFS文件系统的制作

9.2.6 CramFS文件系统的挂载流程

9.3 基于RAM的文件系统

9.3.1 Ramdisk文件系统

9.3.2 RamFS/TmpFS文件系统

9.4 嵌入式文件系统的设计

9.4.1 文件系统格式选择的基本策略

9.4.2 混合型文件系统格式设计方法

9.5 小结

9.6 习题

第10章 内存和信号量

10.1 共享内存

10.1.1 共享内存的定义

10.1.2 涉及的系统调用

10.1.3 共享内存举例

10.2 System V共享内存

10.2.1 System V共享内存的定义

10.2.2 System V涉及的系统调用

10.2.3 System V共享内存举例

10.3 消息队列

10.3.1 消息队列的定义

10.3.2 消息队列涉及的系统调用

10.3.3 消息队列举例

10.4 System V信号量

10.4.1 System V信号量的定义

10.4.2 System V信号量涉及的系统调用

10.4.3 System V信号量举例

10.5 POSIX信号量

10.5.1 POSIX信号量的定义

10.5.2 POSIX信号量涉及的系统调用

10.5.3 POSIX信号量举例

10.6 小结

10.7 习题

第3篇 嵌入式设备驱动与移植

第11章 设备驱动开发基础

11.1 Linux设备管理和驱动概述

11.1.1 Linux设备的分类

11.1.2 设备驱动程序的作用

11.1.3 访问设备的实现

11.1.4 Linux设备控制方式

11.2 Linux设备驱动开发流程

11.2.1 构造和运行模块

11.2.2 字符设备驱动编写

11.2.3 字符设备驱动示例

11.2.4 并发控制

11.2.5 阻塞与非阻塞

11.2.6 select和poll

11.2.7 中断处理

11.2.8 内存与I/O操作

11.3 块设备驱动编写

11.3.1 块设备的I/O操作特点

11.3.2 block_device_operations结构体

11.3.3 gendisk结构体

11.3.4 request结构体

11.3.5 request操作函数

11.3.6 bio结构体

11.3.7 注册与注销

11.3.8 加载与卸载

11.3.9 打开与释放

11.3.10 ioctl函数

11.3.11 I/O请求处理

11.4 小结

11.5 习题

第12章 MiniGUI图形界面设计

12.1 MiniGUI概述

12.1.1 MiniGUI的特点

12.1.2 MiniGUI运行模式

12.2 MiniGUI的安装和使用

12.2.1 安装MiniGUI库

12.2.2 安装MiniGUI的资源

12.2.3 配置MiniGUI

12.2.4 编译应用程序例子

12.2.5 交叉编译MiniGUI库

12.2.6 交叉编译例程

12.2.7 QVFB图形引擎

12.2.8 FrameBuffer图形引擎

12.3 利用Eclipse编写MiniGUI程序

12.3.1 建立vacs工程

12.3.2 配置编译选项

12.3.3 配置外部工具QVFB

12.3.4 运行vacs

12.3.5 调试vacs

12.4 MiniGUI的编程基础

12.4.1 头文件

12.4.2 程序入口

12.4.3 创建和显示主窗口

12.4.4 进入消息循环

12.4.5 窗口过程函数

12.4.6 屏幕输出

12.4.7 程序的退出

12.5 消息循环和窗口过程

12.5.1 消息处理函数

12.5.2 重要的消息

12.5.3 窗口及窗口过程

12.6 对话框和控件编程

12.6.1 控件的概念

12.6.2 预定义控件

12.6.3 自定义控件

12.6.4 控件子类化

12.6.5 对话框和对话框模板

12.6.6 模态和非模态对话框

12.7 图形设备接口

12.7.1 图形设备上下文

12.7.2 矩形操作和区域操作

12.7.3 像素值和调色板

12.7.4 位图操作函数

12.7.5 字体和文本输出

12.7.6 绘制图形

12.8 实例—MiniQQ界面设计

12.8.1 登录窗口

12.8.2 好友列表窗口

12.8.3 聊天窗口

12.8.4 其他

12.9 小结

12.10 习题

第13章 各类驱动设计和引导程序

13.1 CAN总线和SJA1000介绍

13.1.1 SJA1000寄存器介绍

13.1.2 SJA1000与S3C2440连接

13.1.3 SJA1000的驱动程序

13.2 SD卡驱动

13.2.1 块设备驱动设计

13.2.2 SD卡驱动程序分析

13.2.3 SD卡驱动程序设计

13.3 网络驱动

13.3.1 DM9000芯片介绍

13.3.2 重要数据结构

13.3.3 网络设备初始化

13.3.4 激活和关闭网络设备

13.3.5 中断控制的实现

13.3.6 发送过程的实现

13.3.7 接收过程的实现

13.4 引导程序

13.4.1 Boot Loader

13.4.2 vivi简介

13.4.3 U-Boot简介

13.5 小结

13.6 习题

第14章 内核移植

14.1 Linux内核结构

14.2 Linux源码结构

14.2.1 arch目录

14.2.2 drivers目录

14.2.3 fs目录

14.2.4 其他目录

14.3 内核编译

14.3.1 编译准备

14.3.2 设置Flash分区

14.3.3 配置内核

14.4 内核配置选项

14.4.1 常规设置

14.4.2 模块和块设备层

14.5 下载内核

14.6 内核调试

14.6.1 内核调试步骤

14.6.2 常见内核问题

14.7 小结

14.8 习题

第4篇 嵌入式开发实战

第15章 综合案例—嵌入式B超

15.1 系统终端的结构设计

15.1.1 总体结构

15.1.2 显示控制芯片选型

15.2 系统终端的软件设计

15.2.1 U-Boot

15.2.2 嵌入式Linux移植

15.2.3 MiniGUI移植

15.3 FPGA与ARM接口设计

15.3.1 硬件连接

15.3.2 FPGA驱动程序设计

15.4 显示芯片的连接与控制

15.4.1 选择SM501的原因

15.4.2 SM501驱动程序设计

15.5 超声动态图像的实时显示

15.5.1 图像动态显示

15.5.2 坐标转换和灰度插值

15.6 图形界面的结构

15.6.1 需求分析

15.6.2 总体结构

15.6.3 网络通信

15.6.4 多线程编程

15.7 操作界面设计

15.7.1 区域分配

15.7.2 键盘响应

15.7.3 控件设计

15.8 测量模块设计

15.8.1 椭圆的画法

15.8.2 椭圆测量周长和面积

15.8.3 轨迹法测量面积

15.9 小结

15.10 习题