目　录

第 1章　嵌入式系统基础　1
1.1　嵌入式系统概述　1
1.1.1　嵌入式系统的基本概念　1
1.1.2　嵌入式系统的体系结构　2
1.1.3　几种常用的嵌入式操作系统　2
1.1.4　嵌入式系统发展趋势　5
1.2　ARM处理器硬件开发平台　6
1.2.1　嵌入式处理器简介　6
1.2.2　ARM处理器简介　6
1.2.3　S3C2410处理器介绍　10
1.3　嵌入式软件开发流程　13
1.3.1　嵌入式系统开发概述　13
1.3.2　嵌入式软件开发概述　14
1.4　实验内容：使用JTAG烧写NAND Flash　18
小结　21
思考与练习　21

第 2章　嵌入式Linux C语言程序开发工具　22
2.1　嵌入式Linux下C语言概述　22
2.2　编辑器vim　23
2.2.1　vim的基本模式　23
2.2.2　vim的基本操作　24
2.3　编译器gcc　26
2.3.1　gcc的简介　26
2.3.2　gcc的编译流程　27
2.3.3　gcc的常用编译选项　29
2.4　调试器GDB　34
2.4.1　gdb使用流程　34
2.4.2　gdb基本命令　37
2.4.3　gdbserver远程调试　40
2.5　make工程管理器　42
2.5.1　makefile基本结构　43
2.5.2　makefile变量　43
2.5.3　makefile规则　46
2.5.4　make管理器的使用　47
2.6　autotools　47
2.6.1　autotools使用流程　47
2.6.2　使用autotools所生成的makefile　50
2.7　实验内容　51
2.7.1　vim使用练习　51
2.7.2　用gdb调试程序的bug　52
2.7.3　编写包含多文件的makefile　53
2.7.4　使用autotools生成包含多文件的makefile　53
小结　54
思考与练习　54

第3章　嵌入式Linux C语言基础　55
3.1　预处理　55
3.1.1　预定义　55
3.1.2　文件包含　60
3.1.3　条件编译　61
3.2　C语言中的内存分配　62
3.2.1　C语言程序所占内存分类　63
3.2.2　堆和栈的区别　63
3.3　程序的可移植性考虑　64
3.3.1　字长和数据类型　64
3.3.2　数据对齐　65
3.3.3　字节顺序　65
3.4　C和汇编的接口　66
3.4.1　内嵌汇编的语法　66
3.4.2　编译器优化介绍　69
3.4.3　C语言关键字volatile　69
3.4.4　memory描述符　69
3.5　ARM Linux内核常见数据结构　70
3.5.1　链表　70
3.5.2　树、二叉树、平衡树　75
3.5.3　哈希表　82
小结　87
思考与练习　87

第4章　嵌入式Linux开发环境的搭建　88
4.1　构建嵌入式Linux开发环境　88
4.1.1　嵌入式交叉编译环境搭建　89
4.1.2　主机交叉开发环境配置　90
4.2　Bootloader　94
4.2.1　Bootloader的种类　94
4.2.2　U-Boot编译与使用　95
4.2.3　U-Boot移植　102
4.3　Linux内核与移植　103
4.3.1　Linux内核结构　104
4.3.2　Linux内核配置与编译　105
4.3.3　Linux内核移植　108
4.4　嵌入式文件系统构建　112
小结　115
思考与练习　116

第5章　嵌入式Linux文件I/O编程　117
5.1　Linux系统调用及用户编程接口　117
5.1.1　系统调用　117
5.1.2　用户编程接口　118
5.1.3　系统命令　118
5.2　Linux文件I/O系统概述　118
5.2.1　虚拟文件系统　118
5.2.2　通用文件模型　119
5.2.3　Linux中文件及文件描述符　121
5.3　底层文件I/O操作　121
5.3.1　基本文件操作　121
5.3.2　文件锁　124
5.3.3　多路复用　126
5.4　嵌入式Linux串口应用编程　131
5.4.1　串口概述　131
5.4.2　串口设置详解　132
5.4.3　串口使用详解　140
5.5　标准I/O编程　143
5.5.1　基本操作　143
5.5.2　其他操作　146
5.6　实验内容　148
5.6.1　文件读写及上锁　148
5.6.2　多路复用式串口操作　153
小结　156
思考与练习　156

第6章　嵌入式Linux多任务编程　157
6.1　Linux下多任务概述　157
6.1.1　任务　157
6.1.2　进程　157
6.1.3　线程　162
6.2　进程控制编程　163
6.2.1　进程编程基础　163
6.2.2　Linux守护进程　167
6.3　进程间通信　171
6.3.1　Linux下进程间通信概述　171
6.3.2　管道通信　172
6.3.3　信号通信　177
6.3.4　信号量　183
6.3.5　共享内存　187
6.3.6　消息队列　188
6.4　多线程编程　193
6.4.1　线程基本编程　193
6.4.2　线程之间的同步与互斥　196
6.4.3　线程属性　198
6.5　实验内容　200
6.5.1　编写多进程程序　200
6.5.2　编写守护进程　204
6.5.3　有名管道通信实验　205
6.5.4　共享内存实验　209
6.5.5　多线程实验　212
小结　216
思考与练习　217

第7章　嵌入式Linux网络编程　218
7.1　TCP/IP概述　218
7.1.1　TCP/IP的分层模型　218
7.1.2　TCP/IP分层模型特点　219
7.1.3　TCP/IP核心协议　220
7.2　网络编程基本知识　222
7.2.1　套接字概述　222
7.2.2　地址及顺序处理　223
7.2.3　套接字编程　228
7.2.4　编程实例　231
7.3　网络编程　234
7.4　Web服务器　240
7.4.1　Web服务器的工作原理　240
7.4.2　Web服务器的编程实现　242
7.4.3　运行Web服务器　246
7.5　实验内容：NTP的客户端实现　247
小结　252
思考与练习　252

第8章　嵌入式Linux设备驱动编程　253
8.1　设备驱动编程基础　253
8.1.1　Linux设备驱动概述　253
8.1.2　Linux内核模块编程　254
8.2　字符设备驱动编程　263
8.2.1　字符设备驱动编写流程　263
8.2.2　重要数据结构　263
8.2.3　设备驱动程序主要组成　264
8.3　GPIO驱动程序实例　270
8.3.1　GPIO工作原理　270
8.3.2　GPIO驱动程序　272
8.4　按键驱动程序实例　277
8.4.1　中断编程　277
8.4.2　按键工作原理　278
8.4.3　按键驱动程序　279
8.4.4　按键驱动的测试程序　285
小结　287
思考与练习　287

第9章　Qt图形编程　288
9.1　嵌入式GUI简介　288
9.1.1　Qt/Embedded　289
9.1.2　MiniGUI　289
9.1.3　Microwindows、Tiny X等　289
9.2　Qt/Embedded开发入门　290
9.2.1　Qt/Embedded介绍　290
9.2.2　Qt/Embedded信号和插槽机制　292
9.2.3　搭建Qt/Embedded开发环境　295
9.2.4　Qt/Embedded窗口部件　298
9.2.5　Qt/Embedded图形界面编程　300
9.2.6　Qt/Embedded对话框设计　302
9.3　实验内容：使用Qt编写“Hello，World”程序　306
小结　309
思考与练习　310

第 10章　综合实例--视频监控系统　311
10.1　视频监控系统概述　311
10.1.1　系统组成　311
10.1.2　音视频服务器　312
10.1.3　音视频客户端　312
10.1.4　通信传输控制协议　313
10.2　基本数据结构　315
10.3　功能实现　317
10.3.1　传输控制　317
10.3.2　用户检验　321
10.3.3　控制命令处理　322
10.3.4　云台转动控制　324
10.3.5　线程相关　327
小结　328
思考与练习　328

参考文献　329