Embeded linux system development

第1章　嵌入式系统概述.　1

1.1　嵌入式系统的定义与特点　1

1.2　常见的嵌入式操作系统　2

1.3　嵌入式linux的发展历史　4

1.4　初步认识嵌入式linux开发环境　5

1.5　嵌入式linux系统开发要点　6

第2章　arm嵌入式处理器　8

2.1　初识arm　8

2.1.1　arm公司简介　9

2.1.2　arm体系结构基础　10

2.1.3　linux与arm处理器　12

2.2　arm指令集　13

2.2.1　arm处理器的指令集概述　13

2.2.2　arm指令寻址方式　14

2.2.3　thumb指令概述　16

2.3　典型arm处理器简介　16

2.3.1　atmel at91rm9200　16

2.3.2　samsung s3c2410　17

2.3.3　ti omap1510/1610系列　18

2.3.4　freescale i.max21　21

.2.4　典型的嵌入式系统开发平台——三星s3c2410开发板　22

第3章　linux编程环境　25

3.1　linux常用工具　25

3.1.1　shell简介　25

3.1.2　常用shell命令　27

3.1.3　编写shell脚本　34

3.1.4　正则表达式　39

3.1.5　linux程序编辑器　41

3.2　makefile简介　44

3.2.1　gnu make　44

3.2.2　makefile规则语法　46

3.2.3　makefile文件中变量的使用　47

3.3　二进制代码工具的使用　49

3.3.1　gnu binutils工具介绍　49

3.3.2　binutils工具软件使用　50

3.4　编译器gcc的使用　51

3.4.1　gcc编译器介绍　51

3.4.2　gcc编译选项解析　52

3.5　调试器gdb的使用技巧　57

3.5.1　gdb调试器介绍　57

3.5.2　gdb调试命令　58

3.6　linux编程库　62

3.6.1　linux编程库介绍　62

3.6.2　linux系统调用　63

3.6.3　linux线程库　65

第4章　嵌入式交叉开发环境　69

4.1　交叉开发环境介绍　69

4.1.1　交叉开发概念模型　69

4.1.2　目标板与主机之间的连接　70

4.1.3　文件传输　72

4.1.4　网络文件系统　73

4.2　安装交叉编译工具　73

4.2.1　获取交叉开发工具链　74

4.2.2　主机安装工具链　75

4.3　主机开发环境配置　75

4.3.1　主机环境配置　75

4.3.2　串口控制台工具　77

4.3.3　dhcp服务　79

4.3.4　tftp服务　81

4.3.5　nfs服务　81

4.4　启动目标板　83

4.4.1　系统引导过程　83

4.4.2　内核解压启动　84

4.4.3　挂接根文件系统　85

4.5　应用程序的远程交叉调试　86

4.5.1　交叉调试的模型　86

4.5.2　交叉调试程序实例　87

第5章　交叉开发工具链　89

5.1　工具链软件　89

5.1.1　相关软件工程　89

5.1.2　软件版本的匹配　90

5.1.3　工具链制作流程　92

5.2　制作交叉编译器　93

5.2.1　准备编译环境　93

5.2.2　编译binutils　94

5.2.3　编译gcc的辅助编译器　95

5.2.4　编译生成glibc库　96

5.2.5　编译生成完整的gcc编译器　99

5.3　制作交叉调试器　100

5.3.1　编译交叉调试器　100

5.3.2　编译gdbserver　101

第6章　bootloader　102

6.1　bootloader　102

6.1.1　bootloader介绍　102

6.1.2　bootloader的启动　103

6.1.3　bootloader的种类　105

6.2　u-boot编程　107

6.2.1　u-boot工程简介　107

6.2.2　u-boot源码结构　107

6.2.3　u-boot的编译　108

6.2.4　u-boot的移植　111

6.2.5　添加u-boot命令　112

6.3　u-boot的调试　114

6.3.1　硬件调试器　114

6.3.2　软件跟踪　115

6.3.3　u-boot启动过程　117

6.3.4　u-boot与内核的关系　121

6.4　使用u-boot　126

6.4.1　烧写u-boot到flash　126

6.4.2　u-boot的常用命令　127

6.4.3　u-boot的环境变量　133

第7章　配置编译linux 2.6内核　135

7.1　linux内核特点　135

7.1.1　linux内核版本介绍　135

7.1.2　linux内核特点　135

7.1.3　linux 2.6内核新特性　136

7.2　配置编译内核源码　139

7.2.1　内核源码结构　140

7.2.2　内核配置系统　142

7.2.3　kbuild makefile　149

7.2.4　内核编译　160

7.2.5　内核编译结果　169

7.3　内核配置选项　170

7.3.1　使用配置菜单　170

7.3.2　基本配置选项　171

7.3.3　驱动程序配置选项　173

第8章　基于arm的linux内核移植..　175

8.1　移植内核源码　175

8.1.1　移植前的准备工作　175

8.1.2　开发板内核移植　176

8.1.3　移植后的工作　184

8.2　linux内核启动过程分析　184

8.2.1　内核启动流程源代码分析　184

8.2.2　内核自引导程序　185

8.2.3　内核vmlinux入口　189

8.2.4　linux系统初始化函数分析　191

8.2.5　挂接根文件系统　195

8.2.6　初始化设备驱动　197

8.2.7　启动用户空间init进程　198

第9章　内核调试技术　200

9.1　内核调试方法　200

9.1.1　内核调试概述　200

9.1.2　学会分析内核源程序　201

9.1.3　调试方法介绍　201

9.2　内核打印函数　204

9.2.1　内核映像解压前的串口输出函数　204

9.2.2　内核错误报告子程序　206

9.2.3　内核打印函数　208

9.3　如何获取内核信息　214

9.3.1　使用系统请求键　214

9.3.2　通过/proc接口　215

9.3.3　通过/sys接口　216

9.3.4　通过ioctl方法　219

9.4　处理出错信息　220

9.4.1　oops信息　220

9.4.2　panic　221

9.5　内核源码调试　223

9.5.1　kgdb调试内核源代码　223

9.5.2　bdi2000调试内核源代码　224

第10章　制作linux根文件系统　229

10.1　根文件系统目录结构　229

10.1.1　fhs目录结构　230

10.1.2　文件存放规则　233

10.2　添加系统文件　234

10.2.1　添加共享链接库　234

10.2.2　添加内核模块　236

10.2.3　添加设备文件　238

10.3　init系统初始化过程　240

10.3.1　inittab文件　240

10.3.2　system v init启动过程　243

10.3.3　busybox init启动过程分析　245

10.4　定制文件系统　247

10.4.1　定制应用程序　247

10.4.2　配置应用程序自动启动　247

第11章　在嵌入式系统中充分利用开源软件　249

11.1　开放源代码工程介绍　249

11.1.1　linux系统和开源软件　250

11.1.2　开源软件的特点　251

11.2　busybox使用　252

11.2.1　busybox工程介绍　252

11.2.2　配置编译busybox　252

11.3　x11图形系统　256

11.3.1　x windows介绍　256

11.3.2　tiny-x介绍　257

11.3.3　gtk图形库　258

11.4　qt图形库　263

11.4.1　qt介绍　263

11.4.2　qt/embedded介绍　265

11.4.3　qt/embedded架构　266

11.4.4　qt/embedded软件包与安装　267

11.5　minigui图形系统　269

11.5.1　minigui图形系统概述　269

11.5.2　minigui移植　270

11.6　microwindows图形系统　276

11.7　linux下的网络应用　277

11.7.1　嵌入式设备的网络化　277

11.7.2　tcp/ip协议概述　278

11.7.3　linux下的socket编程　279

11.8　嵌入式linux的串行通信　289

11.8.1　linux下的串口操作　289

11.8.2　linux串口编程实例　293

第12章　系统集成测试　298

12.1　系统集成测试　298

12.1.1　系统集成测试概述　298

12.1.2　系统集成测试要求　299

12.2　系统跟踪工具　299

12.2.1　为什么需要跟踪工具　299

12.2.2　strace　300

12.2.3　ltrace　300

12.2.4　ltt　301

12.3　系统性能测量工具　305

12.3.1　代码效率测量　305

12.3.2　ltp　308

12.3.3　lmbench　309

12.4　测量内存泄漏　310

12.4.1　mtrace　310

12.4.2　dmalloc　310

12.4.3　memwatch　312

12.4.4　yamd　313

第13章　部署linux系统　316

13.1　部署linux系统概述　316

13.1.1　部署linux系统的基本流程　316

13.1.2　部署linux系统的关键问题　317

13.2　文件系统类型　317

13.2.1　ext2/ext3　317

13.2.2　jfs　319

13.2.3　cramfs　321

13.2.4　jffs/jffs2　323

13.2.5　yaffs　324

13.3　存储设备　325

13.3.1　mtd类型设备　325

13.3.2　磁盘类型设备　326

13.4　部署linux系统　328

13.4.1　安装mtd工具　328

13.4.2　使用磁盘文件系统　329

13.4.3　使用ramdisk设备　330

13.4.4　使用mtd设备和jffs2文件系统　331

13.4.5　系统启动和升级　333

第14章　嵌入式linux系统软硬件设计开发实例——gps系统　334

14.1　需求分析　334

14.2　系统硬件设计　336

14.3　系统软件设计　346

14.4　系统集成与部署...　348