嵌入式Linux基础教程（第2版）

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
1.4.1 Linux标准基础
1.4.2 Linux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
2.3.2 NAND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
3.1.1 IBM 970FX
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
3.2.1 Power架构
3.2.2 飞思卡尔Power架构
3.2.3 飞思卡尔PowerQUICC I
3.2.4 飞思卡尔PowerQUICC II
3.2.5 PowerQUICC II Pro
3.2.6 飞思卡尔PowerQUICC III
3.2.7 飞思卡尔QorIQTM
3.2.8 AMCC Power架构
3.2.9 MIPS
3.2.10 Broadcom MIPS
3.2.11 其他MIPS
3.2.12 ARM
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
3.4.1 CompactPCI
3.4.2 ATCA
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
4.2 Linux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
4.3.3 Makefile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
5.1.1 Image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
5.5 init线程
5.5.1 通过initcalls进行初始化
5.5.2 initcall_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
6.1.1 FHS：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
6.3 init进程
6.3.1 inittab
6.3.2 Web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
6.4.3 initrd的奥秘所在：linuxrc
6.4.4 initrd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
7.2.1 DRAM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：Das U-Boot
7.3.1 获取U-Boot
7.3.2 配置U-Boot
7.3.3 U-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
7.4.1 EP405的U-Boot移植
7.4.2 U-Boot Makefile中的配置目标
7.4.3 EP405的第一次构建
7.4.4 EP405 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
7.4.7 U-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
7.6.1 Lilo
7.6.2 GRUB
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
8.2.1 insmod
8.2.2 lsmod
8.2.3 modprobe
8.2.4 depmod
8.2.5 rmmod
8.2.6 modinfo
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
9.1 Linux文件系统概念
9.2 ext2
9.2.1 挂载文件系统
9.2.2 检查文件系统的完整性
9.3 ext3
9.4 ext4
9.5 ReiserFS
9.6 JFFS2
9.7 cramfs
9.8 网络文件系统
9.9 伪文件系统
9.9.1 /proc文件系统
9.9.2 sysfs
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
10.1 MTD概述
10.1.1 开启MTD服务
10.1.2 MTD基础
10.1.3 在目标板上配置MTD
10.2 MTD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
10.3 MTD工具
10.4 UBI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
11.1 BusyBox简介
11.2 BusyBox的配置
11.3 BusyBox的操作
11.3.1 BusyBox的init
11.3.2 rcS初始化脚本示例
11.3.3 BusyBox在目标板上的安装
11.3.4 BusyBox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
12.3.1 TFTP服务器
12.3.2 BOOTP/DHCP 服务器
12.3.3 NFS服务器
12.3.4 目标板使用NFS挂载根文件系统
12.3.5 U-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
13.1 GNU调试器（GDB）
13.1.1 调试核心转储
13.1.2 执行GDB
13.1.3 GDB中的调试会话
13.2 数据显示调试器
13.3 cbrowser/cscope
13.4 追踪和性能评测工具
13.4.1 strace
13.4.2 strace命令行选项
13.4.3 ltrace
13.4.4 ps
13.4.5 top
13.4.6 mtrace
13.4.7 dmalloc
13.4.8 内核oops
13.5 二进制工具
13.5.1 readelf
13.5.2 使用readelf查看调试信息
13.5.3 objdump
13.5.4 objcopy
13.6 其他二进制实用程序
13.6.1 strip
13.6.2 addr2line
13.6.3 strings
13.6.4 ldd
13.6.5 nm
13.6.6 prelink
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
14.2.1 KGDB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
14.2.4 KGDB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
14.3.1 gdb远程串行协议
14.3.2 调试优化的内核代码
14.3.3 GDB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
14.3.6 printk调试
14.3.7 Magic SysReq key
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
16.2 Scratchbox
16.2.1 安装Scratchbox
16.2.2 创建一个交叉编译目标
16.3 Buildroot
16.3.1 安装Buildroot
16.3.2 配置Buildroot
16.3.3 构建Buildroot
16.4 OpenEmbedded
16.4.1 OpenEmbedded的组成
16.4.2 BitBake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
17.1.3 Linux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
17.2.3 SMP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
17.3.2 O(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Soft Lockup
17.5 小结
第18章 通用串行总线
18.1 USB概述
18.1.1 USB的物理拓扑结构
18.1.2 USB的逻辑拓扑结构
18.1.3 USB版本
18.1.4 USB连接器
18.1.5 USB线缆
18.1.6 USB模式
18.2 配置USB
18.3 sysfs和USB设备命名
18.4 实用的USB工具
18.4.1 USB文件系统
18.4.2 使用usbview
18.4.3 USB 实用程序(lsusb)
18.5 通用USB子系统
18.5.1 USB大容量存储类
18.5.2 USB HID类
18.5.3 USB CDC类驱动
18.5.4 USB网络支持
18.6 USB调试
18.6.1 usbmon
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
19.3 udev的默认行为
19.4 理解udev规则
19.4.1 Modalias
19.4.2 典型的udev规则配置
19.4.3 udev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
19.8 udev和busybox配合使用
19.8.1 busybox mdev
19.8.2 配置mdev
19.9 小结
附录A 可配置的U-Boot命令
附录B BusyBox命令
附录C SDRAM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