嵌入式Linux C语言应用程序设计（修订版）

目　录
第1章　嵌入式系统基础知识　1
1．1　嵌入式系统概述　1
1．1．1　嵌入式系统的发展史　2
1．1．2　嵌入式系统的定义与特点　3
1．1．3　嵌入式系统的特点　4
1．2　嵌入式系统的组成　5
1．2．1　嵌入式系统的硬件架构　5
1．2．2　嵌入式操作系统　8
1．2．3　嵌入式应用软件　10
1．3　ARM处理器平台介绍　11
1．3．1　ARM处理器简介　11
1．3．2　ARM处理器系列　12
1．3．3　ARM体系结构简介　16
1．3．4　S3C2410处理器简介　17
1．4　嵌入式系统硬件平台选型　21
1．4．1　硬件平台的选择　21
1．4．2　ARM处理器选型　22
1．5　嵌入式系统开发概述　25
1．5．1　嵌入式系统开发流程　25
1．5．2　嵌入式软件开发流程　25
本章小结　29
动手练练　30
第2章　嵌入式Linux C语言开发工具　31
2．1　嵌入式Linux下C语言概述　31
2．1．1　C语言简史　31
2．1．2　C语言特点　32
2．1．3　嵌入式Linux C语言编程环境　33
2．2　嵌入式Linux编辑器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的使用实例分析　38
2．3　嵌入式Linux编译器GCC的使用　40
2．3．1　GCC概述　40
2．3．2　GCC编译流程分析　40
2．3．3　GCC警告提示　43
2．3．4　GCC使用库函数　45
2．3．5　GCC代码优化　46
2．4　嵌入式Linux调试器GDB的使用　47
2．4．1　GDB使用实例　47
2．4．2　设置/删除断点　50
2．4．3　数据相关命令　51
2．4．4　调试运行环境相关命令　52
2．4．5　堆栈相关命令　52
2．5　make工程管理器　53
2．5．1　Makefile基本结构　53
2．5．2　Makefile变量　55
2．5．3　Makefile规则　58
2．5．4　make使用　59
2．6　Emacs综合编辑器　59
2．6．1　Emacs的启动与退出　60
2．6．2　Emacs的基本编辑　61
2．6．3　Emacs的C模式　63
2．6．4　Emacs的Shell模式　66
本章小结　67
动手练练　67
第3章　构建嵌入式Linux系统　68
3．1　嵌入式系统开发环境的构建　68
3．1．1　嵌入式交叉编译环境搭建　68
3．1．2　minicom和超级终端配置及使用　72
3．1．3　宿主机服务配置　79
3．2　Bootloader　83
3．2．1　Bootloader的概念　84
3．2．2　Bootloader启动流程分析　84
3．2．3　U-Boot概述　85
3．2．4　U-Boot源码导读　86
3．3　编译嵌入式Linux内核　86
3．4　Linux内核目录结构　90
3．5　制作文件系统　91
本章小结　92
动手练练　92
第4章　嵌入式Linux C语言基础——数据、表达式　93
4．1　嵌入式Linux C语言概述　93
4．2　基本数据类型　94
4．2．1　整型家族　94
4．2．2　实型家族　96
4．2．3　字符型家族　98
4．2．4　枚举家族　99
4．2．5　指针家族　100
4．3　变量与常量　101
4．3．1　变量的定义　101
4．3．2　typedef　107
4．3．3　常量定义　108
4．3．4　ARM-Linux基本数据类型综合应用实例　109
4．4　运算符与表达式　111
4．4．1　算术运算符和表达式　112
4．4．2　赋值运算符和表达式　114
4．4．3　逗号运算符和表达式　116
4．4．4　位运算符和表达式　116
4．4．5　关系运算符和表达式　118
4．4．6　逻辑运算符和表达式　119
4．4．7　sizeof操作符　121
4．4．8　条件(？)运算符　122
4．4．9　运算符优先级总结　123
4．4．10　ARM-Linux运算符综合实例　125
本章小结　129
动手练练　129
第5章　嵌入式Linux C语言基础——控制语句及函数　130
5．1　嵌入式Linux C语言程序结构概述　130
5．1．1 嵌入式Linux C语言3种程序结构　130
5．1．2 嵌入式Linux C语言基本语句　131
5．2　选择语句　134
5．2．1　if语句　134
5．2．2　switch语句　136
5．2．3　ARM-Linux选择语句应用实例　138
5．3　循环语句　139
5．3．1　while和do-while语句　139
5．3．2　for循环语句　140
5．3．3　break和continue语句　141
5．3．4　ARM-Linux循环语句应用实例　143
5．4　goto语句　144
5．4．1　goto语句语法　144
5．4．2　ARM-Linux中goto语句应用实例　145
5．5　函数的定义与声明　146
5．5．1　C语言函数概述　146
5．5．2　函数定义　147
5．5．3　函数声明　148
5．5．4　ARM-Linux函数定义与声明实例　149
5．6　函数的参数、值和基本调用　150
5．6．1　函数的参数　150
5．6．2　函数的值　151
5．6．3　函数的基本调用　151
5．7　函数的嵌套、递归调用　152
5．7．1　函数的嵌套调用　152
5．7．2　函数的递归调用　152
5．7．3　ARM-Linux函数调用应用实例　155
本章小结　156
动手练练　156
第6章　嵌入式Linux C语言基础——数组、指针与结构　158
6．1　数组　158
6．1．1　一维数组　158
6．1．2　字符串　161
6．1．3　二维数组　163
6．2　指针　164
6．2．1　指针的概念　164
6．2．2　指针变量的操作　166
6．2．3　指针和数组　173
6．2．4　指针高级议题　178
6．3　结构体与联合　182
6．3．1　结构体　182
6．3．2　联合　186
6．3．3　ARM-Linux指针、结构体使用实例　187
本章小结　189
动手练练　189
第7章　嵌入式Linux C语言基础——高级议题　190
7．1　预处理　190
7．1．1　预处理的概念　190
7．1．2　预定义　191
7．1．3　文件包含　196
7．1．4　条件编译　197
7．2　C语言中的内存分配　199
7．2．1　C语言程序所占内存分类　199
7．2．2　堆和栈的区别　200
7．3　嵌入式Linux可移植性考虑　201
7．3．1　字长和数据类型　201
7．3．2　数据对齐　203
7．3．3　字节顺序　203
7．4　C和汇编的接口　203
7．4．1　内嵌汇编的语法　204
7．4．2　编译器优化介绍　206
7．4．3　C语言关键字volatile　207
7．4．4　memory描述符　207
7．4．5　gcc对内嵌汇编语言的处理方式　207
本章小结　209
动手练练　209
第8章　嵌入式Linux C语言基础——ARM Linux内核常见数据结构　210
8．1　链表　210
8．1．1　链表概述　210
8．1．2　单向链表　211
8．1．3　双向链表　217
8．1．4　循环链表　219
8．1．5　ARM Linux中链表使用实例　219
8．2　树、二叉树、平衡树　221
8．2．1　树　221
8．2．2　二叉树　222
8．2．3　平衡树　229
8．2．4　ARM Linux中红黑树使用实例　230
8．3　哈希表　232
8．3．1　哈希表的概念及作用　232
8．3．2　哈希表的构造方法　234
8．3．3　哈希表的处理冲突方法　235
8．3．4　ARM Linux中哈希表使用实例　236
本章小结　238
动手练练　239
第9章　文件I/O相关实例　240
9．1　Linux系统调用及用户编程接口(API)　240
9．1．1　系统调用　241
9．1．2　用户编程接口(API)　241
9．1．3　系统命令　241
9．2　ARM Linux文件I/O系统概述　242
9．2．1　虚拟文件系统(VFS)　242
9．2．2　通用文件模型　243
9．2．3　ARM Linux的设备文件　248
9．3　文件I/O操作　248
9．3．1　不带缓存的文件I/O操作　248
9．3．2　标准I/O开发　258
9．4　嵌入式Linux串口应用开发　261
9．4．1　串口概述　261
9．4．2　串口设置详解　262
9．4．3　串口使用详解　266
本章小结　269
动手练练　269
第10章　ARM Linux进程线程开发实例　270
10．1　ARM Linux进程线程管理　270
10．1．1　进程描述符及任务结构　270
10．1．2　进程的调度　273
10．1．3　Linux中的线程　274
10．1．4　Linux中进程间通信　275
10．2　ARM Linux进程控制相关API　276
10．3　ARM Linux进程间通信API　282
10．3．1　管道通信　282
10．3．2　信号通信　284
10．3．3　共享内存　289
10．3．4　消息队列　290
10．4　ARM Linux线程相关API　293
10．5　Linux守护进程　298
10．5．1　守护进程概述　298
10．5．2　编写规则　298
10．5．3　守护进程实例　300
本章小结　301
动手练练　302
第11章　ARM Linux网络开发实例　303
11．1　TCP/IP协议简介　303
11．1．1　TCP/IP的分层模型　303
11．1．2　TCP/IP分层模型特点　304
11．1．3　TCP/IP核心协议　305
11．2　网络基础编程　308
11．2．1　socket概述　308
11．2．2　地址及顺序处理　309
11．2．3　socket基础编程　313
11．3　Web服务器　319
11．3．1　Web服务器功能　319
11．3．2　Web服务器协议　320
11．3．3　Web服务器协议　321
11．3．4　运行Web服务器　326
11．4　traceroute程序实例　326
11．4．1　traceroute原理简介　326
11．4．2　traceroute实例与分析　327
11．4．3　traceroute实例运行结果　332
本章小结　332
动手练练　333
第12章　嵌入式Linux设备驱动开发　334
12．1　设备驱动概述　334
12．1．1　设备驱动简介　334
12．1．2　设备驱动程序的特点　335
12．2　模块编程　336
12．2．1　模块编程简介　336
12．2．2　模块相关命令　336
12．2．3　模块编程流程　337
12．3　字符设备驱动编写　338
12．4　块设备驱动编写　347
12．4．1　块设备驱动程序描述符　347
12．4．2　块设备驱动编写流程　348
12．5　简单的skull驱动实例　354
12．5．1　驱动简介　354
12．5．2　驱动编写流程　354
12．5．3　结果分析　357
12．6　LCD驱动编写实例　358
12．6．1　LCD工作原理　358
12．6．2　LCD驱动实例　360
本章小结　367
动手练练　367
第13章　视频监控系统　368
13．1　视频监控系统概述　368
13．1．1　系统组成　368
13．1．2　音视频服务器　369
13．1．3　音视频客户端　370
13．1．4　通信传输控制协议　370
13．2　基本数据结构　373
13．3　功能实现　375
13．3．1　传输控制　375
13．3．2　用户检验　379
13．3．3　控制命令处理　380
13．3．4　云台转动控制　381
13．3．5　线程相关　385
本章小结　386
动手练练　386