嵌入式Linux C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（修訂版）

目　錄
第1章　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)　1
1．1　嵌入式系統(tǒng)概述　1
1．1．1　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史　2
1．1．2　嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)　3
1．1．3　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)　4
1．2　嵌入式系統(tǒng)的組成　5
1．2．1　嵌入式系統(tǒng)的硬件架構(gòu)　5
1．2．2　嵌入式操作系統(tǒng)　8
1．2．3　嵌入式應(yīng)用軟件　10
1．3　ARM處理器平臺(tái)介紹　11
1．3．1　ARM處理器簡(jiǎn)介　11
1．3．2　ARM處理器系列　12
1．3．3　ARM體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介　16
1．3．4　S3C2410處理器簡(jiǎn)介　17
1．4　嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)選型　21
1．4．1　硬件平臺(tái)的選擇　21
1．4．2　ARM處理器選型　22
1．5　嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)概述　25
1．5．1　嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程　25
1．5．2　嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程　25
本章小結(jié)　29
動(dòng)手練練　30
第2章　嵌入式Linux C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具　31
2．1　嵌入式Linux下C語(yǔ)言概述　31
2．1．1　C語(yǔ)言簡(jiǎn)史　31
2．1．2　C語(yǔ)言特點(diǎn)　32
2．1．3　嵌入式Linux C語(yǔ)言編程環(huán)境　33
2．2　嵌入式Linux編輯器vi的使用　33
2．2．1　vi的基本模式　34
2．2．2　vi的基本操作　34
2．2．3　vi的使用實(shí)例分析　38
2．3　嵌入式Linux編譯器GCC的使用　40
2．3．1　GCC概述　40
2．3．2　GCC編譯流程分析　40
2．3．3　GCC警告提示　43
2．3．4　GCC使用庫(kù)函數(shù)　45
2．3．5　GCC代碼優(yōu)化　46
2．4　嵌入式Linux調(diào)試器GDB的使用　47
2．4．1　GDB使用實(shí)例　47
2．4．2　設(shè)置/刪除斷點(diǎn)　50
2．4．3　數(shù)據(jù)相關(guān)命令　51
2．4．4　調(diào)試運(yùn)行環(huán)境相關(guān)命令　52
2．4．5　堆棧相關(guān)命令　52
2．5　make工程管理器　53
2．5．1　Makefile基本結(jié)構(gòu)　53
2．5．2　Makefile變量　55
2．5．3　Makefile規(guī)則　58
2．5．4　make使用　59
2．6　Emacs綜合編輯器　59
2．6．1　Emacs的啟動(dòng)與退出　60
2．6．2　Emacs的基本編輯　61
2．6．3　Emacs的C模式　63
2．6．4　Emacs的Shell模式　66
本章小結(jié)　67
動(dòng)手練練　67
第3章　構(gòu)建嵌入式Linux系統(tǒng)　68
3．1　嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建　68
3．1．1　嵌入式交叉編譯環(huán)境搭建　68
3．1．2　minicom和超級(jí)終端配置及使用　72
3．1．3　宿主機(jī)服務(wù)配置　79
3．2　Bootloader　83
3．2．1　Bootloader的概念　84
3．2．2　Bootloader啟動(dòng)流程分析　84
3．2．3　U-Boot概述　85
3．2．4　U-Boot源碼導(dǎo)讀　86
3．3　編譯嵌入式Linux內(nèi)核　86
3．4　Linux內(nèi)核目錄結(jié)構(gòu)　90
3．5　制作文件系統(tǒng)　91
本章小結(jié)　92
動(dòng)手練練　92
第4章　嵌入式Linux C語(yǔ)言基礎(chǔ)——數(shù)據(jù)、表達(dá)式　93
4．1　嵌入式Linux C語(yǔ)言概述　93
4．2　基本數(shù)據(jù)類(lèi)型　94
4．2．1　整型家族　94
4．2．2　實(shí)型家族　96
4．2．3　字符型家族　98
4．2．4　枚舉家族　99
4．2．5　指針家族　100
4．3　變量與常量　101
4．3．1　變量的定義　101
4．3．2　typedef　107
4．3．3　常量定義　108
4．3．4　ARM-Linux基本數(shù)據(jù)類(lèi)型綜合應(yīng)用實(shí)例　109
4．4　運(yùn)算符與表達(dá)式　111
4．4．1　算術(shù)運(yùn)算符和表達(dá)式　112
4．4．2　賦值運(yùn)算符和表達(dá)式　114
4．4．3　逗號(hào)運(yùn)算符和表達(dá)式　116
4．4．4　位運(yùn)算符和表達(dá)式　116
4．4．5　關(guān)系運(yùn)算符和表達(dá)式　118
4．4．6　邏輯運(yùn)算符和表達(dá)式　119
4．4．7　sizeof操作符　121
4．4．8　條件(？)運(yùn)算符　122
4．4．9　運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)總結(jié)　123
4．4．10　ARM-Linux運(yùn)算符綜合實(shí)例　125
本章小結(jié)　129
動(dòng)手練練　129
第5章　嵌入式Linux C語(yǔ)言基礎(chǔ)——控制語(yǔ)句及函數(shù)　130
5．1　嵌入式Linux C語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)概述　130
5．1．1 嵌入式Linux C語(yǔ)言3種程序結(jié)構(gòu)　130
5．1．2 嵌入式Linux C語(yǔ)言基本語(yǔ)句　131
5．2　選擇語(yǔ)句　134
5．2．1　if語(yǔ)句　134
5．2．2　switch語(yǔ)句　136
5．2．3　ARM-Linux選擇語(yǔ)句應(yīng)用實(shí)例　138
5．3　循環(huán)語(yǔ)句　139
5．3．1　while和do-while語(yǔ)句　139
5．3．2　for循環(huán)語(yǔ)句　140
5．3．3　break和continue語(yǔ)句　141
5．3．4　ARM-Linux循環(huán)語(yǔ)句應(yīng)用實(shí)例　143
5．4　goto語(yǔ)句　144
5．4．1　goto語(yǔ)句語(yǔ)法　144
5．4．2　ARM-Linux中g(shù)oto語(yǔ)句應(yīng)用實(shí)例　145
5．5　函數(shù)的定義與聲明　146
5．5．1　C語(yǔ)言函數(shù)概述　146
5．5．2　函數(shù)定義　147
5．5．3　函數(shù)聲明　148
5．5．4　ARM-Linux函數(shù)定義與聲明實(shí)例　149
5．6　函數(shù)的參數(shù)、值和基本調(diào)用　150
5．6．1　函數(shù)的參數(shù)　150
5．6．2　函數(shù)的值　151
5．6．3　函數(shù)的基本調(diào)用　151
5．7　函數(shù)的嵌套、遞歸調(diào)用　152
5．7．1　函數(shù)的嵌套調(diào)用　152
5．7．2　函數(shù)的遞歸調(diào)用　152
5．7．3　ARM-Linux函數(shù)調(diào)用應(yīng)用實(shí)例　155
本章小結(jié)　156
動(dòng)手練練　156
第6章　嵌入式Linux C語(yǔ)言基礎(chǔ)——數(shù)組、指針與結(jié)構(gòu)　158
6．1　數(shù)組　158
6．1．1　一維數(shù)組　158
6．1．2　字符串　161
6．1．3　二維數(shù)組　163
6．2　指針　164
6．2．1　指針的概念　164
6．2．2　指針變量的操作　166
6．2．3　指針和數(shù)組　173
6．2．4　指針高級(jí)議題　178
6．3　結(jié)構(gòu)體與聯(lián)合　182
6．3．1　結(jié)構(gòu)體　182
6．3．2　聯(lián)合　186
6．3．3　ARM-Linux指針、結(jié)構(gòu)體使用實(shí)例　187
本章小結(jié)　189
動(dòng)手練練　189
第7章　嵌入式Linux C語(yǔ)言基礎(chǔ)——高級(jí)議題　190
7．1　預(yù)處理　190
7．1．1　預(yù)處理的概念　190
7．1．2　預(yù)定義　191
7．1．3　文件包含　196
7．1．4　條件編譯　197
7．2　C語(yǔ)言中的內(nèi)存分配　199
7．2．1　C語(yǔ)言程序所占內(nèi)存分類(lèi)　199
7．2．2　堆和棧的區(qū)別　200
7．3　嵌入式Linux可移植性考慮　201
7．3．1　字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)類(lèi)型　201
7．3．2　數(shù)據(jù)對(duì)齊　203
7．3．3　字節(jié)順序　203
7．4　C和匯編的接口　203
7．4．1　內(nèi)嵌匯編的語(yǔ)法　204
7．4．2　編譯器優(yōu)化介紹　206
7．4．3　C語(yǔ)言關(guān)鍵字volatile　207
7．4．4　memory描述符　207
7．4．5　gcc對(duì)內(nèi)嵌匯編語(yǔ)言的處理方式　207
本章小結(jié)　209
動(dòng)手練練　209
第8章　嵌入式Linux C語(yǔ)言基礎(chǔ)——ARM Linux內(nèi)核常見(jiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　210
8．1　鏈表　210
8．1．1　鏈表概述　210
8．1．2　單向鏈表　211
8．1．3　雙向鏈表　217
8．1．4　循環(huán)鏈表　219
8．1．5　ARM Linux中鏈表使用實(shí)例　219
8．2　樹(shù)、二叉樹(shù)、平衡樹(shù)　221
8．2．1　樹(shù)　221
8．2．2　二叉樹(shù)　222
8．2．3　平衡樹(shù)　229
8．2．4　ARM Linux中紅黑樹(shù)使用實(shí)例　230
8．3　哈希表　232
8．3．1　哈希表的概念及作用　232
8．3．2　哈希表的構(gòu)造方法　234
8．3．3　哈希表的處理沖突方法　235
8．3．4　ARM Linux中哈希表使用實(shí)例　236
本章小結(jié)　238
動(dòng)手練練　239
第9章　文件I/O相關(guān)實(shí)例　240
9．1　Linux系統(tǒng)調(diào)用及用戶(hù)編程接口(API)　240
9．1．1　系統(tǒng)調(diào)用　241
9．1．2　用戶(hù)編程接口(API)　241
9．1．3　系統(tǒng)命令　241
9．2　ARM Linux文件I/O系統(tǒng)概述　242
9．2．1　虛擬文件系統(tǒng)(VFS)　242
9．2．2　通用文件模型　243
9．2．3　ARM Linux的設(shè)備文件　248
9．3　文件I/O操作　248
9．3．1　不帶緩存的文件I/O操作　248
9．3．2　標(biāo)準(zhǔn)I/O開(kāi)發(fā)　258
9．4　嵌入式Linux串口應(yīng)用開(kāi)發(fā)　261
9．4．1　串口概述　261
9．4．2　串口設(shè)置詳解　262
9．4．3　串口使用詳解　266
本章小結(jié)　269
動(dòng)手練練　269
第10章　ARM Linux進(jìn)程線程開(kāi)發(fā)實(shí)例　270
10．1　ARM Linux進(jìn)程線程管理　270
10．1．1　進(jìn)程描述符及任務(wù)結(jié)構(gòu)　270
10．1．2　進(jìn)程的調(diào)度　273
10．1．3　Linux中的線程　274
10．1．4　Linux中進(jìn)程間通信　275
10．2　ARM Linux進(jìn)程控制相關(guān)API　276
10．3　ARM Linux進(jìn)程間通信API　282
10．3．1　管道通信　282
10．3．2　信號(hào)通信　284
10．3．3　共享內(nèi)存　289
10．3．4　消息隊(duì)列　290
10．4　ARM Linux線程相關(guān)API　293
10．5　Linux守護(hù)進(jìn)程　298
10．5．1　守護(hù)進(jìn)程概述　298
10．5．2　編寫(xiě)規(guī)則　298
10．5．3　守護(hù)進(jìn)程實(shí)例　300
本章小結(jié)　301
動(dòng)手練練　302
第11章　ARM Linux網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)實(shí)例　303
11．1　TCP/IP協(xié)議簡(jiǎn)介　303
11．1．1　TCP/IP的分層模型　303
11．1．2　TCP/IP分層模型特點(diǎn)　304
11．1．3　TCP/IP核心協(xié)議　305
11．2　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)編程　308
11．2．1　socket概述　308
11．2．2　地址及順序處理　309
11．2．3　socket基礎(chǔ)編程　313
11．3　Web服務(wù)器　319
11．3．1　Web服務(wù)器功能　319
11．3．2　Web服務(wù)器協(xié)議　320
11．3．3　Web服務(wù)器協(xié)議　321
11．3．4　運(yùn)行Web服務(wù)器　326
11．4　traceroute程序?qū)嵗?26
11．4．1　traceroute原理簡(jiǎn)介　326
11．4．2　traceroute實(shí)例與分析　327
11．4．3　traceroute實(shí)例運(yùn)行結(jié)果　332
本章小結(jié)　332
動(dòng)手練練　333
第12章　嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)　334
12．1　設(shè)備驅(qū)動(dòng)概述　334
12．1．1　設(shè)備驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介　334
12．1．2　設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn)　335
12．2　模塊編程　336
12．2．1　模塊編程簡(jiǎn)介　336
12．2．2　模塊相關(guān)命令　336
12．2．3　模塊編程流程　337
12．3　字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)　338
12．4　塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)　347
12．4．1　塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序描述符　347
12．4．2　塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)流程　348
12．5　簡(jiǎn)單的skull驅(qū)動(dòng)實(shí)例　354
12．5．1　驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介　354
12．5．2　驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)流程　354
12．5．3　結(jié)果分析　357
12．6　LCD驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)實(shí)例　358
12．6．1　LCD工作原理　358
12．6．2　LCD驅(qū)動(dòng)實(shí)例　360
本章小結(jié)　367
動(dòng)手練練　367
第13章　視頻監(jiān)控系統(tǒng)　368
13．1　視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述　368
13．1．1　系統(tǒng)組成　368
13．1．2　音視頻服務(wù)器　369
13．1．3　音視頻客戶(hù)端　370
13．1．4　通信傳輸控制協(xié)議　370
13．2　基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　373
13．3　功能實(shí)現(xiàn)　375
13．3．1　傳輸控制　375
13．3．2　用戶(hù)檢驗(yàn)　379
13．3．3　控制命令處理　380
13．3．4　云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)控制　381
13．3．5　線程相關(guān)　385
本章小結(jié)　386
動(dòng)手練練　386