嵌入式Linux应用开发完全手册

丛  书  名： 嵌入式Linux应用开发完全手册 
作      者： 韦东山 
编      辑： 黄  焱
书      号： 978-7-115-18262-3 
出  版  社： 人民邮电出版社 
出 版 日 期：2008-08 
版      次： 第1版第1次 
开      本： 16开
页      数： 579页

前言：

        Linux在嵌入式领域发展迅速、需求旺盛，但是Linux的入门很难、非常难！目前还没有系统的、由浅入深的教程，初学者多是自己琢磨，效率不高。学习过程中碰到的问题千奇百怪，解决后却往往发现是极其低级的错误，简直令人发狂──以编者为例，初学时在论坛疯狂发帖求教，现在回头一看不免感叹：怎么会提出这么弱智的问题？但是，当时就是被这类问题折磨得寝食难安。

 

    相对于Linux常识的匮乏，更大的困难是完善的计算机基础知识的缺失：只了解硬件，或是只了解软件。对于有志于从事底层系统开发(比如改造Bootloader、钻研内核、为新硬件编写驱动程序)的人、对于想从上层软件转到底层软件的人，应该看得懂电路原理图，看得懂芯片数据手册，可以在脑中清楚地想象软件是怎样和硬件发生作用的。

 

     同样，对于想从硬件岗位转到软件岗位的人、对于想从传统单片机(比如51单片机)编程进一步学习“有操作系统的”嵌入式编程的人，需要找到一个学习的切入点：先掌握各个硬件部件的简单编程，再将它们组合起来构成一个相对复杂的软件系统──比如Bootloader，进而编写基于操作系统的驱动程序，最后深入钻研操作系统内核。

最后，对于尚未参加工作的在校生来说，缺乏实际的操作经验可能是就业的最大障碍。很多人买了开发板想进一步练习，却发现找不到学习的门径。

 

    鉴于上述种种困难及需求，编者结合自己的学习经历、工作心得写成此书，期望能帮助读者加快Linux的入门速度，并体会到深入学习Linux的乐趣。

 

    本书由浅入深，循序渐进，适合刚接触嵌入式Linux的初学者、想系统地扩展技术路线的Linux程序员、硬件开发者，以及高校计算机相关专业的师生参考使用。

 

关于本书

    本书以S3C2410、S3C2440开发板为例，从分析硬件上电执行的第一条指令开始，到构造出一个类似PDA的、基于Linux的桌面GUI系统，带领读者学习、掌握从最底层到最高层的软件编写方法。

 

    读者可以确信这点：当学习完本书，就可以自己制造一个PDA、掌上电脑了。

 

    编者力求将本书打造成嵌入式Linux的“完全”开发教程，所含内容有：

l          开发环境的搭建(包括安装Linux系统及日常使用的工具)；

l          开发板上各硬件部件的使用方法及实际的编程操作；

l          嵌入式Linux系统的构造(包括Bootloader、内核、文件系统等)；

l          Linux驱动程序的编写方法及大量实例；

l          GUI系统的移植(两个GUI系统：基于Qtopia和基于X)；

l          调试技术(包括内核调试技术和应用程序调试技术)。

 

    本书所有章节，都结合理论及代码进行讲解，并可按照书中说明进行实际操作，力求让读者“知其然，也知其所以然”。

 

本书内容及组织方式

    本书是一本“全面”介绍嵌入式Linux开发的书籍，按照初学者的学习过程，从简单到复杂，从底层软件到上层软件进行讲解，全书分5篇，共27章。

 

    第1篇为《嵌入式Linux开发环境构建篇》，主要讲解以下内容：

·  第1章介绍基于ARM的嵌入式Linux系统的一些概念；

·  第2章是关于开发环境的建立，包括在PC上安装、配置Linux操作系统，安装随书光盘；

·  第3章介绍了交叉编译工具的选项，Makefile的语法，以及本书用到的ARM汇编指令及相关知识，这章可以当作阅读后续章节时的参考手册；

·  第4章介绍了一些日常工作要用到工具，比如源码阅读、编辑工具等。

 

    第2篇为《ARM9嵌入式系统基础实验篇》，包含第5～14章。它先是根据S3C2410、S3C2440的数据手册介绍各硬件部件的使用方法，然后介绍怎样编写程序来操作它们。文中参插介绍了连接器的很多使用技巧，读者可以由此接触到“程序的内部结构”，这是单纯的上层开发人员所缺乏的。通过读写各个硬件部件的寄存器来操作硬件，读者还可以深刻体会到“软件”和“硬件”是怎样发生作用的，这是后续第3、4篇的基础。读者还可以把这几章当作数据手册来使用。

 

    第3篇为《嵌入式Linux系统移植篇》，主要讲解以下内容：

·  第15章深入分析U-Boot(它负责引导内核)的代码结构，并详细介绍了将它移植到开发板上的方法；

·  第16章也是先大概了然内核的代码结构，然后深入分析它的启动过程，最后将它移植到开发板上；

·  第17章先从整体上介绍了Linux文件系统的目录结构──FHS标准；然后构造文件系统：移植常用工具的集合Busybox，移植glibc库，建立各个目录，建立配置文件；最后修改、编译一些工具，使用它们来制作yaffs、jffs2文件系统映象文件。

·  第18章介绍了3种内核调试技术：printk、kgdb补丁、使用Oops信息进行栈回溯。

 

    学习完第3篇后，就可以在开发板上建立基本的Linux运行系统了。

 

    第4篇为《嵌入式Linux设备驱动开发篇》，包含第19～24章。在第19章中总体介绍了驱动程序的编写、移植方法，在第20章介绍了内核的异常处间体系结构──就是怎样使用中断，这两点是本篇的重点。其他章节都是一些例子：先总体介绍相关硬件的驱动程序架构，然后根据开发板的特性进行修改。

 

    第4篇移植的驱动有字符设备驱动、块设备驱动、网卡驱动，从最简单的LED、按键、扩展串口，到复杂的IDE硬件、SD卡驱动、LCD、USB驱动等。读者可以藉些体会驱动程序的编写方法。建议读者先不看书，自行移植──碰到困难并试图去解决它的过程中才能学到东西。

 

    第5篇为《嵌入式Linux系统应用开发篇》，主要讲解以下内容：

·  第25章移植了一个基于Qtopia的GUI系统，并且以简单的“Hello, world”程序为例编写、调试GUI程序。

·  第26章移植了一个基于X的GUI系统，里面涉及众多软件，读者可以体会到上层应用的开发过程，并且获得移植大型软件的经验。这章还介绍了一个名为Scratchbox的交叉编译工具包，它虚拟出一个可以直接编译软件的目标机器，使得“交叉编译”变为“本地编译”，大幅减少了为非x86平台移植软件所需的工作量。

·  第27章介绍了几种简便的应用程序调试技术：使用strace工具跟踪系统调用和信号，使用memwatch检查程序的内存漏洞，使用库函数backtrace和backtrace_symbols来定位段错误。