嵌入式Linux基础教程（第2版）

《图灵程序设计丛书：嵌入式Linux基础教程（第2版）》是嵌入式Linux的经典教程，介绍了引导加载程序、系统初始化、文件系统、闪存和内核、应用程序调试技巧等，还讲述了构建Linux系统的工作原理，用于驱动不同架构的配置，Linux内核源码树的特性，如何根据需求配制内核运行时的行为，如何扩展系统功能，用于构建完整嵌入式Linux发行版的常用构建系统，USB子系统和系统配置工具udev等内容。更重要的是，《图灵程序设计丛书：嵌入式Linux基础教程（第2版）》阐述了如何修改系统使之满足读者自身的需求，确保读者能够从中学习一些嵌入式工程中非常有用的提示和技巧。

《图灵程序设计丛书：嵌入式Linux基础教程（第2版）》适合Linux程序员阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考读物。

作者简介： Christopher Hallinan 著名嵌入式Linux技术专家。现任Mentor Graphics公司技术市场工程师，曾任MontaVista软件公司现场应用工程师，3Com公司工程总监，Crosscomm公司工程总监。他有25年以上网络和通信产品的软硬件开发经验。曾担任Linux咨询师，提供定制Linux主板接口、设备驱动程序和引导装入程序等方面的解决方案

第1章入门
1.1为什么选择Linux
1.2嵌入式Linux现状
1.3开源和GPL
1.4标准及相关组织
1.4.1Linux标准基础
1.4.2Linux基金会
1.4.3电信级Linux
1.4.4移动Linux计划：Moblin
1.4.5服务可用性论坛
1.5小结

第2章综述
2.1嵌入与非嵌入
2.2剖析嵌入式系统
2.2.1典型的嵌入式Linux开发环境
2.2.2启动目标板
2.2.3引导内核
2.2.4内核初始化：概述
2.2.5第一个用户空间进程：init
2.3存储
2.3.1闪存
2.3.2NAND型闪存
2.3.3闪存的用途
2.3.4闪存文件系统
2.3.5内存空间
2.3.6执行上下文
2.3.7进程虚拟内存
2.3.8交叉开发环境
2.4嵌入式Linux发行版
2.4.1商业Linux发行版
2.4.2打造自己的Linux发行版
2.5小结

第3章处理器基础
3.1独立处理器
3.1.1IBM970FX
3.1.2英特尔奔腾M
3.1.3英特尔凌动TM
3.1.4飞思卡尔MPC7448
3.1.5配套芯片组
3.2集成处理器：片上系统
3.2.1Power架构
3.2.2飞思卡尔Power架构
3.2.3飞思卡尔PowerQUICCI
3.2.4飞思卡尔PowerQUICCII
3.2.5PowerQUICCIIPro
3.2.6飞思卡尔PowerQUICCIII
3.2.7飞思卡尔QorIQTM
3.2.8AMCCPower架构
3.2.9MIPS
3.2.10BroadcomMIPS
3.2.11其他MIPS
3.2.12ARM
3.2.13德州仪器ARM
3.2.14飞思卡尔ARM
3.2.15其他ARM处理器
3.3其他架构
3.4硬件平台
3.4.1CompactPCI
3.4.2ATCA
3.5小结

第4章Linux内核：不同的视角
4.1背景知识
4.1.1内核版本
4.1.2内核源码库
4.1.3使用git下载内核代码
4.2Linux内核的构造
4.2.1顶层源码目录
4.2.2编译内核
4.2.3内核主体：vmlinux
4.2.4内核镜像的组成部分
4.2.5子目录的布局
4.3内核构建系统
4.3.1.config文件
4.3.2配置编辑器
4.3.3Makefile目标
4.4内核配置
4.4.1定制配置选项
4.4.2内核Makefile
4.5内核文档
4.6获得定制的Linux内核
4.7小结

第5章内核初始化
5.1合成内核镜像：Piggy及其他
5.1.1Image对象
5.1.2与具体架构相关的对象
5.1.3启动加载程序
5.1.4引导消息
5.2初始化时的控制流
5.2.1内核入口：head.o
5.2.2内核启动：main.c
5.2.3架构设置
5.3内核命令行的处理
5.4子系统初始化
5.5init线程
5.5.1通过initcalls进行初始化
5.5.2initcall_debug
5.5.3最后的引导步骤
5.6小结

第6章用户空间初始化
6.1根文件系统
6.1.1FHS：文件系统层次结构标准
6.1.2文件系统布局
6.1.3最小化的文件系统
6.1.4嵌入式根文件系统带来的挑战
6.1.5试错法
6.1.6自动化文件系统构建工具
6.2内核的最后一些引导步骤
6.2.1第一个用户空间程序
6.2.2解决依赖关系
6.2.3定制的初始进程
6.3init进程
6.3.1inittab
6.3.2Web服务器启动脚本示例
6.4初始RAM磁盘
6.4.1使用initrd进行引导
6.4.2引导加载程序对initrd的支持
6.4.3initrd的奥秘所在：linuxrc
6.4.4initrd探究
6.4.5构造initrd镜像
6.5使用initramfs
6.6关机
6.7小结

第7章引导加载程序
7.1引导加载程序的作用
7.2引导加载程序带来的挑战
7.2.1DRAM控制器
7.2.2闪存与RAM
7.2.3镜像的复杂性
7.2.4执行环境
7.3通用引导加载程序：DasU-Boot
7.3.1获取U-Boot
7.3.2配置U-Boot
7.3.3U-Boot的监控命令
7.3.4网络操作
7.3.5存储子系统
7.3.6从磁盘引导
7.4移植U-Boot
7.4.1EP405的U-Boot移植
7.4.2U-BootMakefile中的配置目标
7.4.3EP405的第一次构建
7.4.4EP405处理器初始化
7.4.5与具体板卡相关的初始化
7.4.6移植总结
7.4.7U-Boot镜像格式
7.5设备树对象（扁平设备树）
7.5.1设备树源码
7.5.2设备树编译器
7.5.3使用DTB的其他内核镜像
7.6其他引导加载程序
7.6.1Lilo
7.6.2GRUB
7.6.3其他更多的引导加载程序
7.7小结

第8章设备驱动程序基础
8.1设备驱动程序的概念
8.1.1可加载模块
8.1.2设备驱动程序架构
8.1.3最小设备驱动程序示例
8.1.4模块构建的基础设施
8.1.5安装设备驱动程序
8.1.6加载模块
8.1.7模块参数
8.2模块工具
8.2.1insmod
8.2.2lsmod
8.2.3modprobe
8.2.4depmod
8.2.5rmmod
8.2.6modinfo
8.3驱动程序方法
8.3.1驱动程序中的文件系统操作
8.3.2设备号的分配
8.3.3设备节点和mknod
8.4综合应用
8.5在内核源码树外构建驱动
8.6设备驱动程序和GPL
8.7小结

第9章文件系统
9.1Linux文件系统概念
9.2ext2
9.2.1挂载文件系统
9.2.2检查文件系统的完整性
9.3ext3
9.4ext4
9.5ReiserFS
9.6JFFS2
9.7cramfs
9.8网络文件系统
9.9伪文件系统
9.9.1/proc文件系统
9.9.2sysfs
9.10其他文件系统
9.11创建简单的文件系统
9.12小结

第10章MTD子系统
10.1MTD概述
10.1.1开启MTD服务
10.1.2MTD基础
10.1.3在目标板上配置MTD
10.2MTD分区
10.2.1使用Redboot分区表进行分区
10.2.2使用内核命令行传递分区信息
10.2.3映射驱动
10.2.4闪存芯片驱动
10.2.5与具体板卡相关的初始化
10.3MTD工具
10.4UBI文件系统
10.4.1配置UBIFS
10.4.2构建UBIFS镜像
10.4.3使用UBIFS作为根文件系统
10.5小结

第11章BusyBox
11.1BusyBox简介
11.2BusyBox的配置
11.3BusyBox的操作
11.3.1BusyBox的init
11.3.2rcS初始化脚本示例
11.3.3BusyBox在目标板上的安装
11.3.4BusyBox小应用
11.4小结

第12章嵌入式开发环境
12.1交叉开发环境
12.2对主机系统的要求
12.3为目标板提供服务
12.3.1TFTP服务器
12.3.2BOOTP/DHCP服务器
12.3.3NFS服务器
12.3.4目标板使用NFS挂载根文件系统
12.3.5U-Boot中使用NFS挂载根文件系统的例子
12.4小结

第13章开发工具
13.1GNU调试器（GDB）
13.1.1调试核心转储
13.1.2执行GDB
13.1.3GDB中的调试会话
13.2数据显示调试器
13.3cbrowser/cscope
13.4追踪和性能评测工具
13.4.1strace
13.4.2strace命令行选项
13.4.3ltrace
13.4.4ps
13.4.5top
13.4.6mtrace
13.4.7dmalloc
13.4.8内核oops
13.5二进制工具
13.5.1readelf
13.5.2使用readelf查看调试信息
13.5.3objdump
13.5.4objcopy
13.6其他二进制实用程序
13.6.1strip
13.6.2addr2line
13.6.3strings
13.6.4ldd
13.6.5nm
13.6.6prelink
13.7小结

第14章内核调试技术
14.1内核调试带来的挑战
14.2使用KGDB进行内核调试
14.2.1KGDB的内核配置
14.2.2在开启KGDB时引导目标板
14.2.3一些有用的内核断点
14.2.4KGDB与控制台共享一个串行端口
14.2.5调试非常早期的内核代码
14.2.6主线内核对KGDB的支持
14.3内核调试技术
14.3.1gdb远程串行协议
14.3.2调试优化的内核代码
14.3.3GDB的用户自定义命令
14.3.4有用的内核GDB宏
14.3.5调试可加载模块
14.3.6printk调试
14.3.7MagicSysReqkey
14.4硬件辅助调试
14.4.1使用JTAG探测器对闪存进行编程
14.4.2使用JTAG探测器进行调试
14.5不能启动的情况
14.5.1早期的串行端口调试输出
14.5.2转储printk的日志缓冲区
14.5.3使用KGDB调试内核异常
14.6小结

第15章调试嵌入式Linux应用程序
15.1目标调试
15.2远程(交叉)调试
15.3调试共享程序库
15.4调试多个任务
15.4.1调试多个进程
15.4.2调试多线程应用程序
15.4.3调试引导加载程序/闪存代码
15.5其他远程调试选项
15.5.1使用串行端口进行调试
15.5.2附着到运行的进程上
15.6小结

第16章开源构建系统
16.1为什么使用构建系统
16.2Scratchbox
16.2.1安装Scratchbox
16.2.2创建一个交叉编译目标
16.3Buildroot
16.3.1安装Buildroot
16.3.2配置Buildroot
16.3.3构建Buildroot
16.4OpenEmbedded
16.4.1OpenEmbedded的组成
16.4.2BitBake元数据
16.4.3配方基础
16.4.4任务
16.4.5类
16.4.6配置元数据
16.4.7构建镜像
16.5小结

第17章实时Linux
17.1什么是实时
17.1.1软实时
17.1.2硬实时
17.1.3Linux调度
17.1.4延时
17.2内核抢占
17.2.1抢占的障碍
17.2.2抢占模式
17.2.3SMP内核
17.2.4抢占延时的根源
17.3实时内核补丁
17.3.1实时补丁的特性
17.3.2O(1)调度器
17.3.3创建实时进程
17.4实时内核的性能分析
17.4.1使用Ftrace追踪内核行为
17.4.2检测抢占被关闭的延时
17.4.3检测唤醒延时
17.4.4检测中断被关闭的延时
17.4.5检测SoftLockup
17.5小结

第18章通用串行总线
18.1USB概述
18.1.1USB的物理拓扑结构
18.1.2USB的逻辑拓扑结构
18.1.3USB版本
18.1.4USB连接器
18.1.5USB线缆
18.1.6USB模式
18.2配置USB
18.3sysfs和USB设备命名
18.4实用的USB工具
18.4.1USB文件系统
18.4.2使用usbview
18.4.3USB实用程序(lsusb)
18.5通用USB子系统
18.5.1USB大容量存储类
18.5.2USBHID类
18.5.3USBCDC类驱动
18.5.4USB网络支持
18.6USB调试
18.6.1usbmon
18.6.2实用USB杂记
18.7小结

第19章udev
19.1什么是udev
19.2设备发现
19.3udev的默认行为
19.4理解udev规则
19.4.1Modalias
19.4.2典型的udev规则配置
19.4.3udev的初始系统设置
19.5加载平台设备驱动程序
19.6定制udev的行为
19.7持久的设备命名
19.8udev和busybox配合使用
19.8.1busyboxmdev
19.8.2配置mdev
19.9小结

附录A可配置的U-Boot命令
附录BBusyBox命令
附录CSDRAM接口注意事项
附录D开源资源
附录E简单的BDI-2000配置文件