从实践中学嵌入式Linux操作系统

第1章　嵌入式Linux操作系统简介/1

1.1 操作系统/2

1.2 嵌入式系统/3

1.3 嵌入式操作系统/4

1.4 嵌入式Linux基础/7

1.4.1 Linux发展概述/7

1.4.2 Linux作为嵌入式操作系统的优势/8

1.4.3 Linux发行版本/9

1.4.4 如何学习Linux/10

1.5 Linux安装/10

1.5.1 基础概念/11

1.5.2 硬件需求/12

1.5.3 安装准备/13

1.5.4 安装过程/13

1.6 Linux文件及文件系统/21

1.6.1 文件类型及文件属性/22

1.6.2 文件系统类型介绍/24

1.6.3 Linux目录结构/24

1.7 本章习题/27

第2章 Linux操作系统使用与系统配置/28

2.1 Linux基本命令/29

2.1.1 用户系统相关命令/30

2.1.2 文件目录相关命令/36

2.1.3 压缩打包相关命令/47

2.1.4 比较合并文件相关命令/50

2.1.5 网络相关命令/54

2.2 Linux系统服务/59

2.2.1 独立运行的服务/59

2.2.2 xinetd设定的服务/60

2.2.3 设定服务命令常用方法/61

2.3 本章习题/62

第3章　嵌入式Linux编程环境/63

3.1 Linux编辑器vi的使用/64

3.1.1 vi的模式/64

3.1.2 vi的基本流程/64

3.1.3 vi的各模式功能键/66

3.2 gcc编译器/67

3.2.1 gcc编译流程解析/68

3.2.2 gcc编译选项分析/70

3.3 gdb调试器/74

3.3.1 gdb使用流程/74

3.3.2 gdb基本命令/77

3.4 make工程管理器/81

3.4.1 Makefile基本结构/81

3.4.2 Makefile变量/82

3.4.3 Makefile规则/85

3.4.4 make管理器的使用/86

3.5 使用autotools/86

3.5.1 autotools使用流程/87

3.5.2 使用autotools生成的Makefile/91

3.6 本章习题/92

第4章　存储管理/93

4.1 进程虚存空间的管理/94

4.1.1 进程的虚存区域/94

4.1.2 虚存空间的映射和虚存区域的建立/96

4.2 内存空间/地址类型/98

4.3 分页机制与MMU/99

4.4 高速缓存/102

4.5 内存区域Zone/103

4.6 获得内存页面/106

4.7 slab分配器/111

4.8 kmalloc/114

4.9 高端内存/116

4.10 虚拟内存的申请和释放/116

4.11 本章习题/119

第5章　操作系统进程/120

5.1 进程的基本概念/121

5.2 Linux系统进程/122

5.2.1 Linux进程基础/122

5.2.2 进程描述符/124

5.2.3 进程的状态与转换/127

5.2.4 进程队列指针/129

5.2.5 进程队列的全局变量/132

5.3 Linux进程的创建/133

5.4 Linux进程相关的系统调用/137

5.4.1 execve()系统调用/137

5.4.2 wait()系统调用/142

5.4.3 exit()系统调用/142

5.5 Linux的进程调度/143

5.6 实时Linux/145

5.7 本章习题/147

第6章　进程间通信/148

6.1 什么是进程间通信/149

6.2 互斥与同步/150

6.3 信号量/152

6.3.1 什么是信号量/152

6.3.2 信号量的内核实现/153

6.3.3 信号量的使用/157

6.4 共享内存/159

6.4.1 什么是共享内存/159

6.4.2 共享内存的内核实现/160

6.4.3 共享内存的使用/161

6.5 消息队列/163

6.5.1 什么是消息队列/163

6.5.2 消息队列的内核实现/164

6.5.3 消息队列的使用/166

6.6 管道/169

6.6.1 什么是管道/169

6.6.2 管道的内核实现/170

6.6.3 管道的读/写规则/171

6.7 本章习题/171

第7章　中断与系统调用/173

7.1 什么是中断/174

7.2 嵌入式平台硬件中断特点/174

7.3 Linux内核中断机制概述/176

7.4 编写中断处理程序ISR/179

7.4.1 中断处理系统结构/179

7.4.2 注册中断处理函数/180

7.4.3 中断标志flags/182

7.4.4 ISR上下文/182

7.5 tasklet机制/182

7.6 上半部和下半部/185

7.6.1 上半部和下半部的设计/185

7.6.2 中断处理程序的不可重入性/186

7.7 工作队列/187

7.8 系统调用/188

7.8.1 初始化系统调用/189

7.8.2 system_call函数/191

7.8.3 参数的传递与验证/194

7.9 本章习题/195

第8章　文件管理/196

8.1 磁盘的物理组织/197

8.2 文件和目录/198

8.2.1 文件的分类/198

8.2.2 目录/199

8.2.3 文件系统/200

8.3 虚拟文件系统/200

8.3.1 虚拟文件系统概述/201

8.3.2 VFS超级块/202

8.3.3 文件控制块/207

8.3.4 VFS的目录项/212

8.3.5 文件对象/215

8.3.6 主要数据结构间的关系/218

8.4 文件系统注册与卸载/219

8.4.1 和文件系统相关的数据结构/219

8.4.2 文件系统类型注册函数/222

8.4.3 挂载文件系统/223

8.4.4 文件系统卸载/224

8.5 本章习题/224

第9章　设备管理/225

9.1 设备及设备管理的功能/226

9.1.1 设备分类/226

9.1.2 设备管理/226

9.2 I/O内核子系统/227

9.2.1 I/O系统的基本功能/227

9.2.2 I/O空间/228

9.2.3 I/O控制方式/233

9.3 Linux设备驱动程序/234

9.3.1 设备管理/235

9.3.2 Linux字符设备/235

9.3.3 Linux块设备/237

9.3.4 Linux网络接口/238

9.3.5 Linux设备文件/238

9.3.6 Linux设备注册与注销/240

9.3.7 操作I/O端口/241

9.3.8 Linux逻辑I/O与设备驱动程序的接口/242

9.4 本章习题/247

第10章　嵌入式Linux的构建/248

10.1 嵌入式开发环境的搭建/249

10.1.1 嵌入式交叉编译环境的搭建/249

10.1.2 超级终端和Minicom配置及使用/250

10.1.3 下载映像（Image）到开发板/256

10.1.4 编译嵌入式Linux内核/260

10.1.5 Linux内核目录结构/263

10.1.6 制作文件系统/263

10.2 Bootloader介绍/267

10.2.1 Bootloader概述/267

10.2.2 U-Boot概述/270

10.3 嵌入式Linux根文件系统构建/279

10.3.1 根文件系统目录结构/279

10.3.2 FHS目录结构/280

10.3.3 文件存放规则/283

10.4 本章习题/284

第11章　Android系统的编译和移植/285

11.1 移植背景与目标/286

11.2 移植涉及的主要过程/286

11.3 下载Android Linux 内核/286

11.4 安装交叉工具链/288

11.5 Android Linux 内核支持EZ6410平台/288

11.5.1 CS8900a驱动移植/288

11.5.2 键盘驱动编写/289

11.5.3 液晶驱动/290

11.5.4 触摸屏驱动/291

11.5.5 USB驱动修改/291

11.5.6 提取Android 根文件系统/294

11.5.7 系统环境设置/295

11.6 本章习题/297

曹忠明，程姚根编著的这本《从实践中学嵌入式Linux操作系统》共分为11章，内容主要包含两大部分：一部分是操作系统原理相关内容，主要讲解操作系统的原理和Linux实现，包括第4章“存储管理”、第5章“操作系统进程”、第6章“进程间通信”、第7章“中断与系统调用”、第8章“文件管理”、第9章“设备管理”。这些章节完整地介绍了当代操作系统应有的功能；另一部分内容注重实用性，讲解嵌入式Linux操作系统的使用与开发方法，包括第1章“嵌入式Linux操作系统简介”、第2章“Linux操作系统使用与系统配置”、第3章“嵌入式Linux编程环境”、第10章“嵌入式Linux的构建”及第11章“Android系统的编译和移植”。曹忠明，程姚根编著的这本《从实践中学嵌入式Linux操作系统》介绍了操作系统的几大组成部分，并以嵌入式开发领域中的主流Linux操作系统为例说明了各功能的实现。全书共分为11章，内容包括嵌入式Linux操作系统的基本概念，Linux系统的安装与使用，操作系统的存储管理、进程管理、文件管理、设备管理等几个核心模块，其中涉及对Linux内核代码的部分分析介绍。其中，第10章综合介绍了开发嵌入式Linux系统的全过程，包括建立开发环境、编译Bootloader、编译内核、部署根文件系统等全过程；第11章介绍了以Linux为内核的Android系统的编译和移植方法。 《从实践中学嵌入式Linux操作系统》可作为大学院校电子、通信、自动化、计算机等专业“嵌入式操作系统”课程的教材，也可供嵌入式Linux爱好者参考使用。