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嵌入式Linux基础教程

作者: [美] 哈利南著 , 华清远见嵌入式培训中心译

出版社: 人民邮电出版社

出版时间: 2009-11

版次: 1

ISBN: 9787115215222

定价: 59.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 341页

字数: 532千字

正文语种: 简体中文

丛书: 图灵程序设计丛书

分类: 计算机与互联网

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32人买过

　　《嵌入式Linux基础教程》是嵌入式Linux的经典教程，介绍了引导装入程序、系统初始化、文件系统、闪存和内核、应用程序调试技巧等，还讲述了构建Linux系统的工作原理，用于驱动不同体系结构的配置，Linux内核源码树的特性，如何根据需求配制内核运行时的行为，如何扩展系统功能等内容。更重要的是，《嵌入式Linux基础教程》阐述了如何修改系统使之满足读者自己的需求，使读者能从中学习一些嵌入式工程中非常有用的提示和技巧。
　　《嵌入式Linux基础教程》适合Linux程序员阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考读物。　　ChristopherHallinan，著名嵌入式Linux技术专家。MontaVistata件公司现场应用工程师，曾任3Com公司工程总监。他有25年以上网络和通信产品的软硬件开发经验，曾担任Linux咨询师，提供定制Linux主板接口、设备驱动程序和引导装入程序等方面的解决方案。
　　译者简介：
　　华清远见嵌入式培训中心（http：／／www．farsight．com．cn）是享有盛誉的嵌入式高端培训企业，目前已成为ARM、Altera、Atmel、Microsoft、Symbian等全球知名嵌入式企业授权培训中心。每年为Samsung、NEC、Philips、Motorola等世界500强企业提供嵌入式技术企业培训服务，同时也致力于推广与普及嵌入式技术。数万名技术人员由此受益。第1章引言1
1.1为什么使用Linux1
1.2嵌入式Linux现状2
1.3开源和GPL2
1.4标准和相关机构3
1.4.1LSB3
1.4.2OSDL3
1.5小结4
参考资源4

第2章嵌入式初体验5
2.1需要嵌入式系统吗5
2.2嵌入式系统剖析6
2.2.1典型嵌入式Linux系统设置7
2.2.2启动目标板8
2.2.3启动内核9
2.2.4内核初始化概述10
2.2.5第一个用户空间进程：init11
2.3存储的思考12
2.3.1闪存12
2.3.2NAND闪存13
2.3.3闪存的用途14
2.3.4闪存文件系统14
2.3.5存储器空间15
2.3.6运行上下文16
2.3.7进程中的虚拟内存17
2.3.8交叉开发环境19
2.4嵌入式Linux的发行版20
2.4.1Linux商业发行版21
2.4.2Linux自定义发行版21
2.5小结21
参考资源22

第3章处理器基础23
3.1单机处理器23
3.1.1IBM970FX24
3.1.2IntelPentiumM24
3.1.3FreescaleMPC744825
3.1.4配套芯片组25
3.2集成化处理器：片上系统27
3.2.1PowerPC27
3.2.2AMCCPowerPC27
3.2.3FreescalePowerPC30
3.2.4MIPS33
3.2.5BroadcomMIPS33
3.2.6AMDMIPS34
3.2.7其他类型的MIPS35
3.2.8ARM35
3.2.9TIARM35
3.2.10FreescaleARM37
3.2.11IntelARMXScale37
3.2.12其他ARM38
3.2.13其他体系结构38
3.3硬件平台38
3.3.1CompactPCI38
3.3.2ATCA39
3.4小结39
参考资源40

第4章Linux内核——不同视角41
4.1背景知识41
4.1.1内核的版本42
4.1.2内核源码库43
4.2Linux内核构造44
4.2.1顶层资源目录44
4.2.2编译内核45
4.2.3严格意义上的内核：vmlinux46
4.2.4内核映像组件47
4.2.5子目录结构50
4.3内核构建系统50
4.3.1.config文件51
4.3.2配置编辑器52
4.3.3makefile的目标55
4.3.4内核配置58
4.3.5自定义配置选项59
4.3.6内核makefile62
4.3.7内核文档62
4.4获取Linux内核63
4.5小结64
参考资源64

第5章内核初始化65
5.1合成内核映像：piggy及其他65
5.1.1Image目标文件67
5.1.2体系结构相关的目标文件68
5.1.3第二阶段引导装入程序69
5.1.4引导信息69
5.2初始化控制流72
5.2.1内核入口点：head.o73
5.2.2内核启动：main.c74
5.2.3体系结构设置75
5.3内核命令行处理75
5.4子系统初始化80
5.5init线程82
5.5.1通过initcall初始化83
5.5.2引导的最后步骤84
5.6小结85
参考资源85

第6章系统初始化86
6.1根文件系统86
6.1.1FHS87
6.1.2文件系统布局87
6.1.3最小文件系统88
6.1.4根文件系统带来的挑战89
6.1.5试错法90
6.1.6自动化文件系统构建工具90
6.2内核的最后引导过程90
6.2.1用户空间下第一个程序91
6.2.2解决依赖92
6.2.3定制初始化进程92
6.3init进程92
6.3.1inittab95
6.3.2Web服务器启动脚本示例96
6.4初始RAM磁盘97
6.4.1初始RAM磁盘的目的98
6.4.2使用initrd引导98
6.4.3引导装入程序对于initrd的支持98
6.4.4initrd的奥妙所在：linuxrc文件100
6.4.5initrd探究100
6.4.6构建initrd映像文件101
6.5使用initramfs102
6.6关机103
6.7小结103
参考资源104

第7章引导装入程序105
7.1引导装入程序的作用105
7.2引导装入程序的挑战106
7.2.1DRAM控制器106
7.2.2闪存与RAM106
7.2.3映像的复杂性107
7.2.4执行上下文108
7.3通用的引导装入程序：DasU-Boot109
7.3.1执行上下文109
7.3.2U-Boot命令集111
7.3.3网络操作111
7.3.4存储子系统113
7.3.5从磁盘启动：U-Boot113
7.4移植U-Boot114
7.4.1为EP405开发板移植U-Boot114
7.4.2U-Boot的makefile配置目标115
7.4.3EP405处理器初始化116
7.4.4特定开发板的初始化117
7.4.5移植概要120
7.4.6U-Boot映像格式120
7.5其他引导装入程序122
7.5.1Lilo122
7.5.2GRUB123
7.5.3其他引导装入程序124
7.6小结124
参考资源124

第8章设备驱动程序基础126
8.1设备驱动程序基本概念126
8.1.1可加载模块127
8.1.2设备驱动程序的体系结构127
8.1.3最小设备驱动程序示例128
8.1.4模块构建的基础设施129
8.1.5安装设备驱动程序131
8.1.6加载设备驱动程序模块132
8.2模块实用程序133
8.2.1insmod133
8.2.2模块参数133
8.2.3lsmod134
8.2.4modprobe135
8.2.5depmod136
8.2.6rmmod136
8.2.7modinfo137
8.3驱动程序方法137
8.3.1驱动程序文件系统操作138
8.3.2设备节点与mknod140
8.4汇总141
8.5设备驱动程序与GPL143
8.6小结143
参考资源144

第9章文件系统145
9.1Linux文件系统的概念146
9.2ext2文件系统147
9.2.1挂载文件系统148
9.2.2文件系统完整性检查149
9.3ext3文件系统150
9.4ReiserFS文件系统152
9.5JFFS2文件系统153
9.6cramfs文件系统155
9.7NFS文件系统156
9.8伪文件系统160
9.8.1proc文件系统160
9.8.2sysfs文件系统162
9.9其他文件系统164
9.10构建简单的文件系统165
9.11小结166
参考资源166

第10章MTD子系统168
10.1启用MTD服务168
10.2MTD基础知识170
10.3MTD分区172
10.3.1Redboot分区表173
10.3.2内核命令行分区176
10.3.3映射驱动程序177
10.3.4闪存芯片驱动程序178
10.3.5特定开发板的初始化179
10.4MTD实用程序180
10.5小结184
参考资源184

第11章BusyBox186
11.1BusyBox简介186
11.2BusyBox配置187
11.3BusyBox操作189
11.3.1BusyBox之init191
11.3.2rcS初始化脚本示例193
11.3.3在目标平台安装BusyBox193
11.3.4BusyBox命令195
11.4小结196
参考资源196

第12章嵌入式开发环境197
12.1交叉开发环境197
12.2主机系统需求200
12.3为目标板提供服务201
12.3.1TFTP服务器201
12.3.2BOOTP/DHCP服务器202
12.3.3NFS服务器204
12.3.4使用NFS为目标板挂载根文件系统205
12.3.5U-BootNFS根挂载示例206
12.4小结208
参考资源208

第13章开发工具209
13.1GDB209
13.1.1调试核心转储210
13.1.2调用GDB211
13.1.3GDB调试会话213
13.2DDD214
13.3cbrowser/cscope216
13.4追踪和程序分析工具217
13.4.1strace217
13.4.2strace的变体220
13.4.3ltrace221
13.4.4ps222
13.4.5top224
13.4.6mtrace225
13.4.7dmalloc226
13.4.8内核oops228
13.5二进制实用程序230
13.5.1readelf230
13.5.2使用readelf检查调试信息232
13.5.3objdump233
13.5.4objcopy234
13.6其他二进制实用程序234
13.6.1strip234
13.6.2addr2line235
13.6.3strings235
13.6.4ldd235
13.6.5nm236
13.6.6prelink236
13.7小结237
参考资源237

第14章内核调试技术238
14.1内核调试的难点238
14.2使用KGDB调试内核239
14.2.1KGDB内核配置240
14.2.2支持KGDB的内核启动241
14.2.3有用的内核断点243
14.3Linux内核的调试244
14.3.1gdb远程串口协议244
14.3.2调试优化后的内核代码247
14.3.3gdb用户定义命令251
14.3.4有用的内核gdb宏252
14.3.5调试可加载模块258
14.3.6printk调试262
14.3.7MagicSysReq键263
14.4硬件辅助调试263
14.4.1使用JTAG探测器对闪存编程265
14.4.2用JTAG探测器进行调试266
14.5无法启动时268
14.5.1早期串口调试输出269
14.5.2转储printk日志缓冲区270
14.5.3KGDB捕捉崩溃271
14.6小结272
参考资源272

第15章调试嵌入式Linux应用程序274
15.1目标机调试274
15.2远程(交叉)调试274
15.3使用共享库进行调试278
15.4多任务调试282
15.4.1多进程的调试282
15.4.2多线程应用程序的调试284
15.4.3引导装入程序/闪存代码的调试286
15.5远程调试的附加选项287
15.5.1串行端口调试287
15.5.2绑定到正在运行的进程287
15.6小结288
参考资源288

第16章移植Linux289
16.1Linux源代码的组织289
16.2为开发板定制Linux291
16.2.1前提和假设291
16.2.2定制内核初始化292
16.2.3静态内核命令行294
16.3平台初始化295
16.3.1早期变量访问298
16.3.2开发板信息结构299
16.3.3机器相关的调用301
16.4汇总302
16.5小结304
参考资源304

第17章Linux与实时305
17.1什么是实时305
17.1.1软实时305
17.1.2硬实时306
17.1.3Linux调度306
17.1.4中断延迟306
17.2内核抢占307
17.2.1抢占的缺陷307
17.2.2抢占模型308
17.2.3SMP内核309
17.2.4抢占延迟源310
17.3实时内核补丁310
17.3.1实时的特性311
17.3.2O(1)调度器313
17.3.3创建实时进程313
17.3.4临界区管理314
17.4调试实时内核314
17.4.1软锁检测314
17.4.2抢占调试315
17.4.3调试唤醒时间315
17.4.4唤醒延迟历史315
17.4.5中断响应时间316
17.4.6中断响应历史316
17.4.7延迟跟踪317
17.4.8调试死锁环境318
17.4.9锁模式的运行时控制权319
17.5小结319
参考资源319

附录A可配置的U-Boot命令320
附录BBusyBox命令322
附录CSDRAM接口的注意事项328
附录D开源项目资源334
附录EBDI-2000配置文件示例336
内容简介:
　　《嵌入式Linux基础教程》是嵌入式Linux的经典教程，介绍了引导装入程序、系统初始化、文件系统、闪存和内核、应用程序调试技巧等，还讲述了构建Linux系统的工作原理，用于驱动不同体系结构的配置，Linux内核源码树的特性，如何根据需求配制内核运行时的行为，如何扩展系统功能等内容。更重要的是，《嵌入式Linux基础教程》阐述了如何修改系统使之满足读者自己的需求，使读者能从中学习一些嵌入式工程中非常有用的提示和技巧。
　　《嵌入式Linux基础教程》适合Linux程序员阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考读物。
作者简介:
　　ChristopherHallinan，著名嵌入式Linux技术专家。MontaVistata件公司现场应用工程师，曾任3Com公司工程总监。他有25年以上网络和通信产品的软硬件开发经验，曾担任Linux咨询师，提供定制Linux主板接口、设备驱动程序和引导装入程序等方面的解决方案。
　　译者简介：
　　华清远见嵌入式培训中心（http：／／www．farsight．com．cn）是享有盛誉的嵌入式高端培训企业，目前已成为ARM、Altera、Atmel、Microsoft、Symbian等全球知名嵌入式企业授权培训中心。每年为Samsung、NEC、Philips、Motorola等世界500强企业提供嵌入式技术企业培训服务，同时也致力于推广与普及嵌入式技术。数万名技术人员由此受益。
目录:
第1章引言1
1.1为什么使用Linux1
1.2嵌入式Linux现状2
1.3开源和GPL2
1.4标准和相关机构3
1.4.1LSB3
1.4.2OSDL3
1.5小结4
参考资源4

第2章嵌入式初体验5
2.1需要嵌入式系统吗5
2.2嵌入式系统剖析6
2.2.1典型嵌入式Linux系统设置7
2.2.2启动目标板8
2.2.3启动内核9
2.2.4内核初始化概述10
2.2.5第一个用户空间进程：init11
2.3存储的思考12
2.3.1闪存12
2.3.2NAND闪存13
2.3.3闪存的用途14
2.3.4闪存文件系统14
2.3.5存储器空间15
2.3.6运行上下文16
2.3.7进程中的虚拟内存17
2.3.8交叉开发环境19
2.4嵌入式Linux的发行版20
2.4.1Linux商业发行版21
2.4.2Linux自定义发行版21
2.5小结21
参考资源22

第3章处理器基础23
3.1单机处理器23
3.1.1IBM970FX24
3.1.2IntelPentiumM24
3.1.3FreescaleMPC744825
3.1.4配套芯片组25
3.2集成化处理器：片上系统27
3.2.1PowerPC27
3.2.2AMCCPowerPC27
3.2.3FreescalePowerPC30
3.2.4MIPS33
3.2.5BroadcomMIPS33
3.2.6AMDMIPS34
3.2.7其他类型的MIPS35
3.2.8ARM35
3.2.9TIARM35
3.2.10FreescaleARM37
3.2.11IntelARMXScale37
3.2.12其他ARM38
3.2.13其他体系结构38
3.3硬件平台38
3.3.1CompactPCI38
3.3.2ATCA39
3.4小结39
参考资源40

第4章Linux内核——不同视角41
4.1背景知识41
4.1.1内核的版本42
4.1.2内核源码库43
4.2Linux内核构造44
4.2.1顶层资源目录44
4.2.2编译内核45
4.2.3严格意义上的内核：vmlinux46
4.2.4内核映像组件47
4.2.5子目录结构50
4.3内核构建系统50
4.3.1.config文件51
4.3.2配置编辑器52
4.3.3makefile的目标55
4.3.4内核配置58
4.3.5自定义配置选项59
4.3.6内核makefile62
4.3.7内核文档62
4.4获取Linux内核63
4.5小结64
参考资源64

第5章内核初始化65
5.1合成内核映像：piggy及其他65
5.1.1Image目标文件67
5.1.2体系结构相关的目标文件68
5.1.3第二阶段引导装入程序69
5.1.4引导信息69
5.2初始化控制流72
5.2.1内核入口点：head.o73
5.2.2内核启动：main.c74
5.2.3体系结构设置75
5.3内核命令行处理75
5.4子系统初始化80
5.5init线程82
5.5.1通过initcall初始化83
5.5.2引导的最后步骤84
5.6小结85
参考资源85

第6章系统初始化86
6.1根文件系统86
6.1.1FHS87
6.1.2文件系统布局87
6.1.3最小文件系统88
6.1.4根文件系统带来的挑战89
6.1.5试错法90
6.1.6自动化文件系统构建工具90
6.2内核的最后引导过程90
6.2.1用户空间下第一个程序91
6.2.2解决依赖92
6.2.3定制初始化进程92
6.3init进程92
6.3.1inittab95
6.3.2Web服务器启动脚本示例96
6.4初始RAM磁盘97
6.4.1初始RAM磁盘的目的98
6.4.2使用initrd引导98
6.4.3引导装入程序对于initrd的支持98
6.4.4initrd的奥妙所在：linuxrc文件100
6.4.5initrd探究100
6.4.6构建initrd映像文件101
6.5使用initramfs102
6.6关机103
6.7小结103
参考资源104

第7章引导装入程序105
7.1引导装入程序的作用105
7.2引导装入程序的挑战106
7.2.1DRAM控制器106
7.2.2闪存与RAM106
7.2.3映像的复杂性107
7.2.4执行上下文108
7.3通用的引导装入程序：DasU-Boot109
7.3.1执行上下文109
7.3.2U-Boot命令集111
7.3.3网络操作111
7.3.4存储子系统113
7.3.5从磁盘启动：U-Boot113
7.4移植U-Boot114
7.4.1为EP405开发板移植U-Boot114
7.4.2U-Boot的makefile配置目标115
7.4.3EP405处理器初始化116
7.4.4特定开发板的初始化117
7.4.5移植概要120
7.4.6U-Boot映像格式120
7.5其他引导装入程序122
7.5.1Lilo122
7.5.2GRUB123
7.5.3其他引导装入程序124
7.6小结124
参考资源124

第8章设备驱动程序基础126
8.1设备驱动程序基本概念126
8.1.1可加载模块127
8.1.2设备驱动程序的体系结构127
8.1.3最小设备驱动程序示例128
8.1.4模块构建的基础设施129
8.1.5安装设备驱动程序131
8.1.6加载设备驱动程序模块132
8.2模块实用程序133
8.2.1insmod133
8.2.2模块参数133
8.2.3lsmod134
8.2.4modprobe135
8.2.5depmod136
8.2.6rmmod136
8.2.7modinfo137
8.3驱动程序方法137
8.3.1驱动程序文件系统操作138
8.3.2设备节点与mknod140
8.4汇总141
8.5设备驱动程序与GPL143
8.6小结143
参考资源144

第9章文件系统145
9.1Linux文件系统的概念146
9.2ext2文件系统147
9.2.1挂载文件系统148
9.2.2文件系统完整性检查149
9.3ext3文件系统150
9.4ReiserFS文件系统152
9.5JFFS2文件系统153
9.6cramfs文件系统155
9.7NFS文件系统156
9.8伪文件系统160
9.8.1proc文件系统160
9.8.2sysfs文件系统162
9.9其他文件系统164
9.10构建简单的文件系统165
9.11小结166
参考资源166

第10章MTD子系统168
10.1启用MTD服务168
10.2MTD基础知识170
10.3MTD分区172
10.3.1Redboot分区表173
10.3.2内核命令行分区176
10.3.3映射驱动程序177
10.3.4闪存芯片驱动程序178
10.3.5特定开发板的初始化179
10.4MTD实用程序180
10.5小结184
参考资源184

第11章BusyBox186
11.1BusyBox简介186
11.2BusyBox配置187
11.3BusyBox操作189
11.3.1BusyBox之init191
11.3.2rcS初始化脚本示例193
11.3.3在目标平台安装BusyBox193
11.3.4BusyBox命令195
11.4小结196
参考资源196

第12章嵌入式开发环境197
12.1交叉开发环境197
12.2主机系统需求200
12.3为目标板提供服务201
12.3.1TFTP服务器201
12.3.2BOOTP/DHCP服务器202
12.3.3NFS服务器204
12.3.4使用NFS为目标板挂载根文件系统205
12.3.5U-BootNFS根挂载示例206
12.4小结208
参考资源208

第13章开发工具209
13.1GDB209
13.1.1调试核心转储210
13.1.2调用GDB211
13.1.3GDB调试会话213
13.2DDD214
13.3cbrowser/cscope216
13.4追踪和程序分析工具217
13.4.1strace217
13.4.2strace的变体220
13.4.3ltrace221
13.4.4ps222
13.4.5top224
13.4.6mtrace225
13.4.7dmalloc226
13.4.8内核oops228
13.5二进制实用程序230
13.5.1readelf230
13.5.2使用readelf检查调试信息232
13.5.3objdump233
13.5.4objcopy234
13.6其他二进制实用程序234
13.6.1strip234
13.6.2addr2line235
13.6.3strings235
13.6.4ldd235
13.6.5nm236
13.6.6prelink236
13.7小结237
参考资源237

第14章内核调试技术238
14.1内核调试的难点238
14.2使用KGDB调试内核239
14.2.1KGDB内核配置240
14.2.2支持KGDB的内核启动241
14.2.3有用的内核断点243
14.3Linux内核的调试244
14.3.1gdb远程串口协议244
14.3.2调试优化后的内核代码247
14.3.3gdb用户定义命令251
14.3.4有用的内核gdb宏252
14.3.5调试可加载模块258
14.3.6printk调试262
14.3.7MagicSysReq键263
14.4硬件辅助调试263
14.4.1使用JTAG探测器对闪存编程265
14.4.2用JTAG探测器进行调试266
14.5无法启动时268
14.5.1早期串口调试输出269
14.5.2转储printk日志缓冲区270
14.5.3KGDB捕捉崩溃271
14.6小结272
参考资源272

第15章调试嵌入式Linux应用程序274
15.1目标机调试274
15.2远程(交叉)调试274
15.3使用共享库进行调试278
15.4多任务调试282
15.4.1多进程的调试282
15.4.2多线程应用程序的调试284
15.4.3引导装入程序/闪存代码的调试286
15.5远程调试的附加选项287
15.5.1串行端口调试287
15.5.2绑定到正在运行的进程287
15.6小结288
参考资源288

第16章移植Linux289
16.1Linux源代码的组织289
16.2为开发板定制Linux291
16.2.1前提和假设291
16.2.2定制内核初始化292
16.2.3静态内核命令行294
16.3平台初始化295
16.3.1早期变量访问298
16.3.2开发板信息结构299
16.3.3机器相关的调用301
16.4汇总302
16.5小结304
参考资源304

第17章Linux与实时305
17.1什么是实时305
17.1.1软实时305
17.1.2硬实时306
17.1.3Linux调度306
17.1.4中断延迟306
17.2内核抢占307
17.2.1抢占的缺陷307
17.2.2抢占模型308
17.2.3SMP内核309
17.2.4抢占延迟源310
17.3实时内核补丁310
17.3.1实时的特性311
17.3.2O(1)调度器313
17.3.3创建实时进程313
17.3.4临界区管理314
17.4调试实时内核314
17.4.1软锁检测314
17.4.2抢占调试315
17.4.3调试唤醒时间315
17.4.4唤醒延迟历史315
17.4.5中断响应时间316
17.4.6中断响应历史316
17.4.7延迟跟踪317
17.4.8调试死锁环境318
17.4.9锁模式的运行时控制权319
17.5小结319
参考资源319

附录A可配置的U-Boot命令320
附录BBusyBox命令322
附录CSDRAM接口的注意事项328
附录D开源项目资源334
附录EBDI-2000配置文件示例336

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