目　录

第 1章　嵌入式Linux操作系统简介　1
1.1　操作系统　1
1.2　嵌入式系统　3
1.3　嵌入式操作系统　3
1.4　嵌入式Linux基础　5
1.4.1　Linux发展概述　5
1.4.2　Linux作为嵌入式操作系统的优势　6
1.4.3　Linux发行版本　7
1.4.4　如何学习Linux　7
1.5　Linux安装　8
1.5.1　基本概念　8
1.5.2　硬件需求　9
1.5.3　安装准备　10
1.5.4　安装过程　10
1.6　Linux文件及文件系统　16
1.6.1　文件类型及文件属性　16
1.6.2　文件系统类型介绍　18
1.6.3　Linux目录结构　18
思考题　20

第 2章　Linux操作系统使用与系统配置　21
2.1　Linux基本命令　21
2.1.1　用户系统相关命令　22
2.1.2　文件目录相关命令　27
2.1.3　压缩打包相关命令　36
2.1.4　比较合并文件相关命令　38
2.1.5　网络相关命令　42
2.2　Linux系统服务　46
2.2.1　独立运行的服务　46
2.2.2　xinetd设定的服务　47
2.2.3　设定服务命令的常用方法　47
思考题　48

第3章　嵌入式Linux编程环境　49
3.1　Linux编辑器vi的使用　49
3.1.1　vi的模式　49
3.1.2　vi的基本流程　50
3.1.3　vi各模式的功能键　51
3.2　gcc编译器　52
3.2.1　gcc编译流程解析　52
3.2.2　gcc编译选项分析　54
3.3　gdb调试器　57
3.3.1　gdb使用流程　57
3.3.2　gdb基本命令　60
3.4　Make工程管理器　63
3.4.1　Makefile基本结构　64
3.4.2　Makefile变量　64
3.4.3　Makefile规则　67
3.4.4　Make管理器的使用　68
3.5　使用autotools　68
3.5.1　autotools使用流程　69
3.5.2　使用autotools所生成的Makefile　72
思考题　73

第4章　存储管理　74
4.1　进程虚存空间的管理　74
4.1.1　进程的虚存区域　75
4.1.2　虚存空间的映射和虚存区域的建立　77
4.2　内存空间/地址类型　78
4.3　分页机制与MMU　79
4.4　高速缓存　81
4.5　内存区域zone　82
4.6　获得内存页面　85
4.7　slab分配器　89
4.8　kmalloc　92
4.9　高端内存　93
4.10　虚拟内存的申请和释放　94
思考题　96

第5章　操作系统进程　97
5.1　进程的基本概念　97
5.2　Linux系统进程　98
5.2.1　Linux进程基础　98
5.2.2　进程描述符　100
5.2.3　进程的状态与转换　102
5.2.4　进程队列指针　105
5.2.5　进程队列的全局变量　107
5.3　Linux进程的创建　108
5.4　Linux进程相关的系统调用　111
5.4.1　execve()系统调用　112
5.4.2　wait()系统调用　116
5.4.3　exit()系统调用　116
5.5　Linux的进程调度　117
5.6　实时Linux　118
思考题　119

第6章　进程间通信　121
6.1　什么是进程间通信　121
6.2　互斥与同步　122
6.3　信号量　123
6.3.1　什么是信号量　123
6.3.2　信号量的内核实现　124
6.3.3　信号量的使用　128
6.4　共享内存　130
6.4.1　什么是共享内存　130
6.4.2　共享内存的内核实现　131
6.4.3　共享内存的使用　131
6.5　消息队列　134
6.5.1　什么是消息队列　134
6.5.2　消息队列的内核实现　134
6.5.3　消息队列的使用　135
6.6　管道　138
6.6.1　什么是管道　138
6.6.2　管道的内核实现　139
6.6.3　管道的读写规则　140
思考题　141

第7章　中断与系统调用　142
7.1　什么是中断　142
7.2　嵌入式平台硬件中断特点　143
7.3　Linux内核中断机制概述　144
7.4　编写中断处理程序ISR　146
7.4.1　中断处理系统结构　146
7.4.2　注册中断处理函数　147
7.4.3　中断标志flags　149
7.4.4　ISR上下文　149
7.5　Tasklet机制　149
7.6　上半部和下半部　152
7.6.1　上半部和下半部的设计　152
7.6.2　中断处理程序的不可重入性　152
7.7　工作队列　153
7.8　系统调用　154
7.8.1　初始化系统调用　154
7.8.2　system_call函数　156
7.8.3　参数的传递与验证　159
思考题　160

第8章　文件管理　161
8.1　磁盘的物理组织　161
8.2　文件和目录　162
8.2.1　文件的分类　162
8.2.2　目录　163
8.2.3　文件系统　164
8.3　虚拟文件系统　164
8.3.1　虚拟文件系统概述　164
8.3.2　VFS超级块　165
8.3.3　文件控制块　169
8.3.4　VFS的目录项　175
8.3.5　文件对象　177
8.3.6　主要数据结构间的关系　180
8.4　文件系统注册与卸载　181
8.4.1　和文件系统相关的数据结构　181
8.4.2　文件系统类型注册函数　184
8.4.3　挂载文件系统　184
8.4.4　文件系统卸载　185
思考题　185

第9章　设备管理　186
9.1　设备及设备管理的功能　186
9.1.1　设备分类　186
9.1.2　设备管理　187
9.2　I/O内核子系统　187
9.2.1　I/O系统的基本功能　188
9.2.2　I/O空间　188
9.2.3　I/O控制方式　192
9.3　Linux设备驱动程序　193
9.3.1　设备管理　194
9.3.2　Linux字符设备　194
9.3.3　Linux块设备　195
9.3.4　Linux网络接口　196
9.3.5　Linux设备文件　196
9.3.6　Linux设备注册与注销　198
9.3.7　操作I/O端口　199
9.3.8　Linux逻辑I/O与设备驱动程序的接口　200
思考题　204

第 10章　嵌入式Linux的构建　205
10.1　嵌入式开发环境的搭建　205
10.1.1　嵌入式交叉编译环境的搭建　205
10.1.2　超级终端和Minicom配置及使用　207
10.1.3　下载映像到开发板　212
10.1.4　编译嵌入式Linux内核　215
10.1.5　Linux内核目录结构　218
10.1.6　制作文件系统　218
10.2　Bootloader介绍　221
10.2.1　U-Boot概述　224
10.2.2　U-Boot的常用命令　225
10.3　嵌入式Linux根文件系统构建　231
10.3.1　根文件系统目录结构　231
10.3.2　FHS目录结构　232
10.3.3　文件存放规则　235
思考题　235

参考文献　236