嵌入式系統linux內核開發實戰

❶ 嵌入式系統linux內核開發實戰指南的作者簡介

王洪輝，江西豐城人，1996年畢業於華北航天工業學院，被分配到中航北京青雲航空儀表公司工作，2000年從青雲離職後先後在6家公司工作過；作者一直從事嵌入式系統Linux內核開發工作，在當今各種流行的嵌入式處理器平台和操作系統上都做過開發，編寫、移植或者調試過各種設備、介面的驅動程序；作者在職期間即使擔任硬體部主管或技術總監職務，只要有時間仍堅持親自參與一線技術開發工作，積累經驗，精益求精，是嵌入式系統Linux內核開發領域名副其實的技術專家；現在作者主要從事嵌入式系統Linux內核研究與教學工作，並計劃將來組織開發自己的操作系統。

❷ 誰能給我說一下嵌入式Linux的開發流程包括哪些步驟請詳細介紹，謝謝了

嵌入式Linux開發流程

在一個嵌入式系統中使用Linux開發，根據應用需求的不同有不同的配置開發方法，但是一般都要經過如下的過程：

1．建立開發環境
操作系統一般使用RedHat-Linux，版本從7到9都可以，選擇定製安裝或全部安裝，通過網路下載相應的GCC交叉編譯器進行安裝（例如arm-Linux-gcc、arm-μclibc-gcc），或者安裝產品廠家提供的交叉編譯器。

2．配置開發主機
配置MINICOM，一般的參數為波特率為115 200bps，數據位為8位，停止位為1，無奇偶校驗，軟體硬體流控設為無。在Windows下的超級終端的配置也是這樣的。MINICOM軟體的作用是作為調試嵌入式開發板的信息輸出的監視器和鍵盤輸入的工具。配置網路，主要是配置NFS網路文件系統，需要關閉防火牆，簡化嵌入式網路調試環境設置過程。

3．建立引導裝載程序BOOTLOADER
從網路上下載一些公開源代碼的BOOTLOADER，如U-BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等，根據自己具體的晶元進行移植修改。有些晶元沒有內置引導裝載程序，例如三星的ARM7、ARM9系列晶元，這樣就需要編寫開發板上Flash的燒寫程序，網路上有免費下載的Windows下通過JTAG並口簡易模擬器燒寫ARM外圍Flash晶元的燒寫程序，也有Linux下的公開源代碼的J-Flash程序。如果不能燒寫自己的開發板，就需要根據自己的具體電路進行源代碼修改。這是系統正常運行的第一步。如果購買了廠家的模擬器當然比較容易燒寫Flash，這對於需要迅速開發自己產品的人來說可以極大地提高開發速度，但是其中的核心技術是無法了解的。

4．下載別人已經移植好的Linux操作系統
如μCLinux、ARM-Linux、PPC-Linux等，如果有專門針對所使用的CPU移植好的Linux操作系統那是再好不過的，下載後再添加自己的特定硬體的驅動程序，進行調試修改，對於帶MMU的CPU可以使用模塊方式調試驅動，對於μCLinux這樣的系統則需編譯進內核進行調試。

5．建立根文件系統
從www.busybox.net下載使用BUSYBOX軟體進行功能裁減，產生一個最基本的根文件系統，再根據自己的應用需要添加其他程序。默認的啟動腳本一般都不會符合應用的需要，所以就要修改根文件系統中的啟動腳本，它的存放位置位於/etc目錄下，包括：/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等，自動掛裝文件系統的配置文件/etc/fstab，具體情況會隨系統不同而不同。根文件系統在嵌入式系統中一般設為只讀，需要使用mkcramfs、genromfs等工具產生燒寫映像文件。

6．建立應用程序的Flash磁碟分區
一般使用JFFS2或YAFFS文件系統，這需要在內核中提供這些文件系統的驅動，有的系統使用一個線性Flash（NOR型）512KB～32MB，有的系統使用非線性Flash（NAND型）8～512MB，有的兩個同時使用，需要根據應用規劃Flash的分區方案。

7．開發應用程序
應用程序可以放入根文件系統中，也可以放入YAFFS、JFFS2文件系統中，有的應用不使用根文件系統，直接將應用程序和內核設計在一起，這有點類似於μCOS-II的方式。

8．燒寫內核、根文件系統、應用程序

9．發布產品

❸ 請問學習Linux嵌入式要買那些比較經典的書看啊 我是一個初學者 謝謝了啊

我推薦一本，《嵌入式系統Linux內核開發實戰指南》王洪輝 著。書挺厚，也挺貴，不過我看了，寫得還可以。雖然有點新手不宜，但有點操作系統和嵌入式處理器基礎的也可以看懂。
另外比較經典的像《深入理解LINUX內核》（中國電力出版社出版的）。另外像QT、Linux下C/C++編程的書比較多，都差不多。

❹ 嵌入式設備的嵌入式設備上的 Linux 系統開發

Linux 正在嵌入式開發領域穩步發展。因為 Linux 使用 GPL（請參閱本文後面的參考資料），所以任何對將 Linux 定製於 PDA、掌上機或者可佩帶設備感興趣的人都可以從網際網路免費下載其內核和應用程序，並開始移植或開發。許多 Linux 改良品種迎合了嵌入式/實時市場。它們包括 RTLinux（實時 Linux）、uclinux（用於非 MMU 設備的 Linux）、Montavista Linux（用於 ARM、MIPS、PPC 的 Linux 分發版）、ARM-Linux（ARM 上的 Linux）和其它 Linux 系統
嵌入式 Linux 開發大致涉及三個層次：引導裝載程序、Linux 內核和圖形用戶界面（或稱 GUI）。 引導裝載程序通常是在任何硬體上執行的第一段代碼。在象台式機這樣的常規系統中，通常將引導裝載程序裝入主引導記錄（Master Boot Record，(MBR)）中，或者裝入 Linux 駐留的磁碟的第一個扇區中。通常，在台式機或其它系統上，BIOS 將控制移交給引導裝載程序。
專用軟體可以直接與遠程系統上的快閃記憶體設備進行交互並將引導裝載程序安裝在快閃記憶體的給定位置中。快閃記憶體設備是與存儲設備功能類似的特殊晶元，而且它們能持久存儲信息 ― 即，在重新引導時不會擦除其內容。
某些種類的嵌入式設備具有微小的引導代碼― 根據幾個位元組的指令 ― 它將初始化一些 DRAM 設置並啟用目標上的一個串列（或者 USB，或者乙太網）埠與主機程序通信。然後，主機程序或裝入程序可以使用這個連接將引導裝載程序傳送到目標上，並將它寫入快閃記憶體。 設置工具鏈在主機機器上創建一個用於編譯將在目標上運行的內核和應用程序的構建環境 ― 這是因為目標硬體可能沒有與主機兼容的二進制執行級別。
工具鏈由一套用於編譯、匯編和鏈接內核及應用程序的組件組成。 這些組件包括： Binutils― 用於操作二進制文件的實用程序集合。它們包括諸如ar、as、objmp、obj這樣的實用程序。 Gcc― GNU C 編譯器。 Glibc― 所有用戶應用程序都將鏈接到的 C 庫。避免使用任何 C 庫函數的內核和其它應用程序可以在沒有該庫的情況下進行編譯。 構建工具鏈建立了一個交叉編譯器環境。本地編譯器編譯與本機同類的處理器的指令。交叉編譯器運行在某一種處理器上，卻可以編譯另一種處理器的指令。重頭設置交叉編譯器工具鏈可不是一項簡單的任務：它包括下載源代碼、修補補丁、配置、編譯、設置頭文件、安裝以及很多很多的操作。另外，這樣一個徹底的構建過程對內存和硬碟的需求是巨大的。如果沒有足夠的內存和硬碟空間，那麼在構建階段由於相關性、配置或頭文件設置等問題會突然冒出許多問題。
因此能夠從網際網路上獲得已預編譯的二進制文件是一件好事（但不太好的一點是，它們大多數只限於基於 ARM 的系統，但遲早會改變的）。一些比較流行的已預編譯的工具鏈包括那些來自 Compaq（Familiar Linux ）、LART（LART Linux）和 Embedian（基於 Debian 但與它無關）的工具鏈 ― 所有這些工具鏈都用於基於 ARM 的平台。 從用戶的觀點來看，圖形用戶界面（GUI）是系統的一個最至關重要的方面：用戶通過 GUI 與系統進行交互。所以 GUI 應該易於使用並且非常可靠。但它還需要是有內存意識的，以便在內存受限的、微型嵌入式設備上可以無縫執行。所以，它應該是輕量級的，並且能夠快速裝入。
另一個要考慮的重要方面涉及許可證問題。一些 GUI 分發版具有允許免費使用的許可證，甚至在一些商業產品中也是如此。另一些許可證要求如果想將 GUI 合並入項目中則要支付版稅。
最後，大多數開發人員可能會選擇 XFree86，因為 XFree86 為他們提供了一個能使用他們喜歡的工具的熟悉環境。但是市場上較新的 GUI，象 Century Software 的 Microwindows（Nano-X）和 Trolltech QT/Embedded，與 X 在嵌入式 Linux 的競技舞台中展開了激烈競爭，這主要是因為它們佔用很少的資源、執行的速度很快並且具有定製窗口構件的支持。

❺ 嵌入式系統linux內核開發實戰指南 這本書好么

《嵌入式系統Linux內核開發實戰指南（ARM平台）》凝聚了作者12年的工作經驗和學習心得與體會，內容覆蓋了嵌入式系統Linux內核開發的各個方面。作者根據自己11年的一線工作經驗，介紹了嵌入式系統的概念、組織架構、工作原理、軟硬體設計流程、開發調試方法以及嵌入式Linux的開發方法與技能，其中列舉了許多作者工作中的實際案例；
●對於經驗非常豐富的高手，可以參照詳細目錄直接閱讀代碼透析Linux內核實現原理的相關章節
●對於入行多年的工程師，本書包含作者10多年的實戰經驗與技能，讓你遇到難題不求人
●對於剛起步的初學者，本書詳細介紹了嵌入式Linux開發流程和方法，讓你快速入門，不走彎路

❻ 嵌入式系統Linux內核開發實戰指南的圖書信息

分類： 圖書>> 計算機/嵌入式系統開發>>ARM
定價：￥168.00元（含光碟1張）

❼ 嵌入式系統Linux內核開發實戰指南的目錄

第1部分 嵌入式系統硬體開發
第1章 嵌入式系統概述 2
這一章對嵌入式系統的概念及其特點和應用作了概括介紹，筆者根據自己多年的經驗闡述了對嵌入式系統的理解，並對一些常見的嵌入式處理器的硬體數據進行了比較。
1.1 嵌入式系統概念 2
1.2 嵌入式處理器 3
1.3 嵌入式系統應用 4
1.4 嵌入式系統發展 4
1.5 一些嵌入式處理器的硬體特性比較 5
第2章 ARM處理器概述 16
為了使本書內容完整，從第2章到第7章中的內容大部分是筆者閱讀《ARM體系結構與編程》（詳情參見附錄中的參考文獻）的筆記和心得，把與嵌入式系統開發和Linux內核密切相關的硬體知識進行了概括和整理，本章主要介紹了ARM處理器的特點、ARM處理器的體系架構版本和ARM處理器系列。
2.1 ARM發展歷程 16
2.2 ARM處理器特點 17
2.3 ARM處理器應用 17
2.4 ARM體系架構 18
2.4.1 ARM體系架構版本 18
2.4.2 ARM體系架構變種（Variant） 20
2.4.3 ARM體系架構版本命名格式 22
2.5 ARM處理器 22
2.5.1 ARM7系列處理器 23
2.5.2 ARM9系列處理器 24
2.5.3 ARM9E系列處理器 24
2.5.4 ARM10E系列處理器 25
2.5.5 SecurCore系列處理器 25
2.5.6 StrongARM處理器 26
2.5.7 Xscale處理器 26
第3章 ARM指令及其定址方式 27
本章主要介紹了ARM處理器的指令和定址方式以及ARM匯編偽指令，這是做ARM處理器應用系統底層軟體開發必備的知識。
3.1 ARM處理器的程序狀態寄存器（PSR） 27
3.2 ARM指令的條件碼 28
3.3 ARM指令介紹 29
3.3.1 跳轉指令 29
3.3.2 數據處理指令 30
3.3.3 乘法指令 31
3.3.4 雜類算術指令 32
3.3.5 狀態寄存器訪問指令 32
3.3.6 Load/Store內存訪問指令 33
3.3.7 批量Load/Store內存訪問指令 34
3.3.8 LDREX和STREX指令 35
3.3.9 信號量操作指令 37
3.3.10 異常中斷產生指令 37
3.3.11 ARM協處理器指令 37
3.4 ARM指令定址方式 39
3.4.1 數據處理指令的操作數的定址方式 39
3.4.2 字及無符號位元組的Load/Store指令的定址方式 43
3.4.3 雜類Load/Store指令的定址方式 47
3.4.4 批量Load/Store指令的定址方式 49
3.4.5 協處理器Load/Store指令的定址方式 51
3.4.6 ARM指令的定址方式總結 52
3.5 ARM匯編偽操作（Directive） 53
3.5.1 符號定義偽操作 54
3.5.2 數據定義偽操作 54
3.5.3 匯編控制偽操作 56
3.5.4 棧中數據幀描述偽操作 57
3.5.5 信息報告偽操作 57
3.5.6 其他偽操作 58
3.6 ARM匯編偽指令 59
3.7 Thumb指令介紹 60
第4章 ARM處理器內存管理單元（MMU） 61
本章主要介紹了ARM處理器內存管理單元（MMU）的工作原理，Linux內存管理功能是通過處理器硬體MMU實現的，在沒有MMU的處理器系統中，Linux只能工作在物理地址模式，沒有虛擬（線性）地址空間的概念。
4.1 ARM處理器中CP15協處理器的寄存器 61
4.1.1 訪問CP15寄存器的指令 61
4.1.2 CP15寄存器介紹 62
4.2 MMU簡介 70
4.3 系統訪問存儲空間的過程 71
4.3.1 使能MMU時的情況 71
4.3.2 禁止MMU時的情況 71
4.3.3 使能/禁止MMU時應注意的問題 72
4.4 ARM處理器地址變換過程 72
4.4.1 MMU的一級映射描述符 73
4.4.2 MMU的二級映射描述符 74
4.4.3 基於段的地址變換過程 75
4.4.4 粗粒度大頁地址變換過程 75
4.4.5 粗粒度小頁地址變換過程 76
4.4.6 細粒度大頁地址變換過程 76
4.4.7 細粒度小頁地址變換過程 77
4.4.8 細粒度極小頁地址變換過程 77
4.5 ARM存儲空間訪問許可權控制 78
4.6 TLB操作 79
4.6.1 使TLB內容無效 79
4.6.2 鎖定TLB內容 79
4.6.3 解除TLB中被鎖定的地址變換條目 80
4.7 存儲訪問失效 80
4.7.1 MMU失效（MMU Fault） 80
4.7.2 外部存儲訪問失效（External Abort） 81
第5章 ARM處理器的Cache和Write Buffer 82
本章主要介紹了ARM處理器高速緩存（Cache）和寫緩存（Write Buffer）的工作原理，使讀者了解如何提高處理器的性能。
5.1 Cache和Write Buffer一般性介紹 82
5.1.1 Cache工作原理 82
5.1.2 地址映像方式 83
5.1.3 Cache寫入方式原理簡介 84
5.1.4 關於Write-through和Write-back 85
5.1.5 Cache替換策略 86
5.1.6 使用Cache的必要性 87
5.1.7 使用Cache的可行性 87
5.2 ARM處理器中的Cache和Write Buffer 88
5.2.1 基本概念 88
5.2.2 Cache工作原理 88
5.2.3 Cache地址映射和變換方法 89
5.2.4 Cache分類 90
5.2.5 Cache替換演算法 91
5.2.6 Cache內容鎖定 91
5.2.7 MMU映射描述符中B位和C位的含義 92
5.2.8 Cache和Writer Buffer編程介面 93
5.3 ARM處理器的快速上下文切換技術 94
5.3.1 FCSE概述 94
5.3.2 FCSE原理 94
5.3.3 FCSE編程介面 95
第6章 ARM處理器存儲訪問一致性問題 97
本章介紹了在支持MMU、Cache和DMA的系統中可能出現的存儲訪問一致性問題，以及Linux中解決類似問題的方法。
6.1 存儲訪問一致性問題介紹 97
6.1.1 地址映射關系變化造成的數據不一致性 97
6.1.2 指令cache的數據不一致性問題 98
6.1.3 DMA造成的數據不一致問題 99
6.1.4 指令預取和自修改代碼 99
6.2 Linux中解決存儲訪問一致性問題的方法 99
第7章 ARM處理器工作模式與異常中斷處理 101
本章主要介紹了ARM處理器的工作模式和異常中斷處理過程，這是ARM處理器系統啟動程序編寫者或Bootloader開發人員的必備知識。
7.1 ARM處理器工作模式 101
7.2 ARM處理器異常中斷向量表和優先順序 103
7.3 ARM處理器異常中斷處理 104
7.3.1 進入異常中斷處理 104
7.3.2 退出異常中斷處理 105
7.4 ARM處理器的中斷（IRQ或FIQ） 109
第8章 ARM處理器啟動過程 110
本章根據筆者的開發經驗介紹了ARM處理器系統的啟動過程以及編寫ARM處理器系統啟動程序需要注意的事項。
8.1 ARM處理器上電/復位操作 110
8.2 ARM處理器系統初始化過程 111
8.3 ARM處理器系統初始化編程注意事項 111
第9章 嵌入式系統設計與調試 113
本章根據筆者10多年的開發經驗介紹了嵌入式系統的設計流程和調試方法，列舉了大量筆者工作中碰到的實際案例。本章內容對於嵌入式系統硬體開發和調試有較高的參考、指導價值。
9.1 嵌入式系統設計流程 113
9.2 嵌入式系統硬體原理設計與審核 114
9.3 硬體設計工具軟體 117
9.4 嵌入式系統調試模擬工具 117
9.5 嵌入式系統調試診斷方法 118
第10章 自製簡易JTAG下載燒寫工具 123
本章根據筆者自己製作簡易JTAG線纜的經驗，介紹了簡易JTAG線纜的硬體原理和軟體流程，這是初學者必備的最廉價的工具，必須掌握。
10.1 JTAG簡介 123
10.1.1 一些基本概念 124
10.1.2 JTAG介面信號 124
10.1.3 TAP控制器的狀態機 125
10.1.4 JTAG介面指令集 129
10.2 簡易JTAG線纜原理 130
10.2.1 PC並口定義 130
10.2.2 PC並口的寄存器 131
10.2.3 簡易JTAG線纜原理圖 133
10.2.4 簡易JTAG線纜燒寫連接圖（見圖10-5） 134
10.3 簡易JTAG燒寫代碼分析 135
10.3.1 簡易JTAG燒寫程序（flashp）使用說明 135
10.3.2 flash與CPU連接及flash屬性描述文件 136
10.3.3 簡易JTAG燒寫程序的執行邏輯和流程 138
第2部分 Linux內核開發初步
第11章 Bootloader 142
本章根據筆者的工作經驗介紹了流行的幾種Bootloader、Bootloader應該具備的基本功能以及Bootloader的裁剪與移植。
11.1 Bootloader的任務和作用 142
11.2 各種各樣的Bootloader 143
11.3 Bootloader編譯環境 144
11.4 Bootloader的移植與裁減 145
11.5 編譯Bootloader 145
11.6 燒寫Bootloader 146
11.7 Bootloader使用舉例 148
11.8 Bootloader修改舉例 149
第12章 創建嵌入式Linux開發環境 151
本章介紹了如何創建嵌入式系統Linux內核交叉開發環境，本章和後續3章的內容是嵌入式系統Linux內核開發的基礎，必須掌握。
12.1 安裝Linux host 151
12.2 在虛擬機中安裝Linux host 152
12.3 安裝Linux交叉編譯環境 157
12.4 在主機上設置TFTP Server 160
12.5 在主機上設置DHCP Server 161
12.6 在主機上設置Telnet server 161
12.7 在開發過程中使用NFS 162
12.8 設置超級終端 163
第13章 編譯Linux內核 166
本章介紹了Linux內核的配置和編譯方法。
13.1 獲取Linux內核源代碼 166
13.2 Linux內核目錄結構 166
13.3 配置Linux內核 167
13.4 編譯Linux內核 168
第14章 創建Linux根文件系統 170
本章介紹了Linux的根文件系統的結構以及創建根文件系統的方法。
14.1 根文件系統概述 170
14.2 根文件系統目錄結構 171
14.3 獲取根文件系統組件源代碼 171
14.4 編譯根文件系統源代碼 171
14.5 創建一個32MB的RAMDISK根文件系統 173
14.6 在根文件系統中添加驅動模塊或者應用程序 173
第15章 固化Linux內核和根文件系統 174
本章介紹了固化（燒寫）Linux內核和根文件系統的方法。
第16章 關於Clinux 176
本章簡要介紹了Clinux與標准Linux的區別。
16.1 Clinux簡介 176
16.2 Clinux源代碼目錄結構 177
16.3 Clinux與標准Linux的區別 178
16.4 編譯Clinux 179
第3部分 Linux 2.6內核原理
第17章 Linux 2.6.10@ARM啟動過程 182
本章以start_kernel()和init()函數中調用到的函數說明的方式，介紹了從Linux匯編代碼入口到init內核進程最後調用用戶空間init命令的Linux整個啟動過程。本章內容是筆者第一次閱讀Linux內核源代碼時對這些函數的注釋，僅供讀者了解start_kernel()和init()函數中調用到的每個函數的大致功能時使用。
17.1 Linux 2.6.10中與ARM處理器平台硬體相關的結構和全局變數 182
17.1.1 相關數據結構 182
17.1.2 相關全局變數 187
17.2 Linux匯編代碼入口 189
17.3 Linux匯編入口處CPU的狀態 189
17.4 start_kernel()函數之前的匯編代碼執行過程 190
17.5 start_kernel()函數中調用的函數介紹 192
17.5.1 lock_kernel()函數 192
17.5.2 page_address_init()函數 192
17.5.3 printk(linux_banner) 193
17.5.4 setup_arch(&command_line)函數 193
17.5.5 setup_per_cpu_areas()函數 198
17.5.6 smp_prepare_boot_cpu()函數 199
17.5.7 sched_init()函數 199
17.5.8 build_all_zonelists()函數 200
17.5.9 page_alloc_init()函數 200
17.5.10 printk(Kernel command line: %s , saved_command_line) 201
17.5.11 parse_early_param()函數 201
17.5.12 parse_args()函數 201
17.5.13 sort_main_extable()函數 202
17.5.14 trap_init()函數 202
17.5.15 rcu_init()函數 202
17.5.16 init_IRQ()函數 203
17.5.17 pidhash_init()函數 203
17.5.18 init_timers()函數 203
17.5.19 softirq_init()函數 204
17.5.20 time_init()函數 204
17.5.21 console_init()函數 205
17.5.22 profile_init()函數 206
17.5.23 local_irq_enable()函數 207
17.5.24 vfs_caches_init_early()函數 207
17.5.25 mem_init()函數 208
17.5.26 kmem_cache_init()函數 210
17.5.27 numa_policy_init()函數 225
17.5.28 calibrate_delay()函數 227
17.5.29 pidmap_init()函數 228
17.5.30 pgtable_cache_init()函數 229
17.5.31 prio_tree_init()函數 229
17.5.32 anon_vma_init()函數 229
17.5.33 fork_init(num_physpages)函數 229
17.5.34 proc_caches_init()函數 230
17.5.35 buffer_init()函數 231
17.5.36 unnamed_dev_init()函數 231
17.5.37 security_init()函數 231
17.5.38 vfs_caches_init(num_physpages)函數 232
17.5.39 radix_tree_init()函數 237
17.5.40 signals_init()函數 237
17.5.41 page_writeback_init()函數 237
17.5.42 proc_root_init()函數 238
17.5.43 check_bugs()函數 240
17.5.44 acpi_early_init()函數 244
17.5.45 rest_init()函數 244
17.6 init()進程執行過程 265
17.6.1 smp_prepare_cpus(max_cpus)函數 265
17.6.2 do_pre_smp_initcalls()函數 265
17.6.3 fixup_cpu_present_map()函數 267
17.6.4 smp_init()函數 267
17.6.5 sched_init_smp()函數 268
17.6.6 populate_rootfs()函數 268
17.6.7 do_basic_setup()函數 283
17.6.8 sys_access()函數 292
17.6.9 free_initmem()函數 301
17.6.10 unlock_kernel()函數 301
17.6.11 numa_default_policy()函數 302
17.6.12 sys_p()函數 302
17.6.13 execve()函數 302
第18章 Linux內存管理 305
從本章開始，筆者將帶領讀者走進神秘的Linux內核世界。筆者在閱讀內核源代碼以及兩本相關參考書（見參考文獻）的基礎上，以自己的理解和語言總結概括了Linux內核每個組件的原理。筆者對與每個內核組件相關的關鍵數據結構和全局變數作了盡量詳盡的說明，並且對核心函數進行了詳細注釋，在向讀者灌輸理論知識的同時引導讀者自己去閱讀、分析Linux內核源代碼。本章講解了Linux內核第一大核心組件「內存管理」的原理和實現內幕。
18.1 Linux內存管理概述 305
18.1.1 Linux內存管理的一些基本概念 305
18.1.2 內存管理相關數據結構 309
18.1.3 內存管理相關宏和全局變數 330
18.1.4 Linux內存管理的任務 341
18.1.5 Linux中的物理和虛擬存儲空間布局 341
18.2 為虛擬（線性地址）存儲空間建立頁表 345
18.3 設置存儲空間的訪問控制屬性 348
18.4 Linux中的內存分配和釋放 350
18.4.1 在系統啟動初期申請內存 350
18.4.2 系統啟動之後的內存分配與釋放 360
第19章 Linux進程管理 480
本章講解了Linux內核第二大核心組件「進程管理」的原理和實現內幕。
19.1 進程管理概述 480
19.1.1 進程相關概念 480
19.1.2 進程分類 481
19.1.3 0號進程 481
19.1.4 1號進程 481
19.1.5 其他一些內核線程 482
19.1.6 進程描述符（struct task_struct） 482
19.1.7 進程狀態 482
19.1.8 進程標識符（PID） 483
19.1.9 current宏定義 484
19.1.10 進程鏈表 484
19.1.11 PID hash表和鏈表 485
19.1.12 硬體上下文（Hardware Context） 485
19.1.13 進程資源限制 485
19.1.14 進程管理相關數據結構 486
19.1.15 進程管理相關宏定義 502
19.1.16 進程管理相關全局變數 514
19.2 進程管理相關初始化 520
19.3 進程創建與刪除 529
19.4 進程調度 551
19.4.1 進程類型 553
19.4.2 進程調度類型 554
19.4.3 基本時間片計算方法 555
19.4.4 動態優先順序演算法 556
19.4.5 互動式進程 556
19.4.6 普通進程調度 557
19.4.7 實時進程調度 557
19.4.8 進程調度函數分析 558
19.5 進程切換 576
19.6 用戶態進程間通信 581
19.6.1 信號（Signal） 581
19.6.2 管道（pipe）和FIFO（命名管道） 627
19.6.3 進程間通信原語（System V IPC） 641
第20章 Linux文件管理 651
本章講解了Linux內核第三大核心組件「文件系統」的原理和實現內幕。
20.1 文件系統概述 651
20.1.1 Linux文件管理相關概念 652
20.1.2 Linux文件管理相關數據結構 657
20.1.3 Linux文件管理相關宏定義 682
20.1.4 Linux文件管理相關全局變數 691
20.2 文件管理相關初始化 699
20.3 文件系統類型注冊 711
20.4 掛接文件系統 712
20.5 文件系統類型超級塊讀取 730
20.5.1 get_sb_single()通用超級塊讀取函數 731
20.5.2 get_sb_nodev()通用超級塊讀取函數 737
20.5.3 get_sb_bdev()通用超級塊讀取函數 738
20.5.4 get_sb_pseudo()通用超級塊讀取函數 740
20.6 路徑名查找 747
20.7 訪問文件操作 759
20.7.1 打開文件 759
20.7.2 關閉文件 766
20.7.3 讀文件 768
20.7.4 寫文件 785
20.8 非同步I/O系統調用 792
20.9 Linux特殊文件系統 792
20.9.1 rootfs文件系統 793
20.9.2 sysfs文件系統 797
20.9.3 devfs設備文件系統 800
20.9.4 bdev塊設備文件系統 803
20.9.5 ramfs文件系統 804
20.9.6 proc文件系統 804
20.10 磁碟文件系統 813
20.10.1 ext2文件系統相關數據結構 813
20.10.2 ext2文件系統磁碟分區格式 819
20.10.3 ext2文件系統的各種文件 820
20.10.4 創建ext2文件系統 821
20.10.5 ext2文件系統的操作方法 822
20.11 關於initramfs 824
20.11.1 initramfs概述 824
20.11.2 initramfs與initrd的區別 824
20.11.3 initramfs相關全局變數 825
20.11.4 initramfs被編譯鏈接的位置 825
20.11.5 initramfs文件的生成過程 825
20.11.6 initramfs二進制文件格式說明（cpio格式） 828
20.11.7 initramfs二進制文件和列表文件對照示例 829
20.11.8 initramfs利弊 830
20.12 關於initrd 830
20.12.1 initrd概述 830
20.12.2 initrd相關全局變數 831
20.13 關於gzip壓縮文件 832
第21章 Linux模塊設計 834
本章講解了Linux內核模塊程序與應用程序的區別以及如何編寫和載入Linux內核模塊程序。
21.1 Linux模塊設計概述 834
21.2 Linux的內核空間和用戶空間 834
21.3 內核模塊與應用程序的區別 835
21.4 編譯模塊 837
21.5 裝載和卸載模塊 837
21.6 模塊層疊 838
21.7 模塊版本依賴 839
21.8 模塊編程示例 839
第22章 Linux系統異常中斷管理 841
本章講解了Linux內核如何管理系統異常中斷以及Linux系統調用的實現內幕。
22.1 Linux異常中斷處理 841
22.2 指令預取和數據訪問中止異常中斷處理 849
22.2.1 指令預取中止異常中斷處理 850
22.2.2 數據訪問中止異常中斷處理 858
22.3 Linux中斷處理 863
22.3.1 內核模式下的中斷處理 863
22.3.2 用戶模式下的中斷處理 867
22.4 從中斷返回 868
22.5 Linux中斷管理 869
22.5.1 Linux中斷管理相關數據結構與全局變數 870
22.5.2 Linux中斷管理初始化 872
22.5.3 安裝和卸載中斷處理程序 874
22.5.4 使能和禁止中斷 878
22.6 Linux系統調用 880
22.6.1 Linux系統調用內核實現過程 880
22.6.2 從系統調用返回 889
22.6.3 Linux系統調用用戶程序介面函數 890
22.6.4 Linux系統調用用戶介面函數與內核實現函數之間參數傳遞 899
第23章 Linux軟中斷和工作隊列 901
本章講解了Linux內核中的兩種延遲處理機制「軟中斷」和「工作隊列」的原理和實現。
23.1 概述 901
23.2 Linux軟中斷 902
23.2.1 軟中斷相關數據結構和全局變數 903
23.2.2 軟中斷初始化 904
23.2.3 軟中斷的核心操作函數do_softirq() 908
23.2.4 軟中斷看護進程執行函數ksoftirqd() 912
23.2.5 如何使用軟中斷 913
23.3 Linux工作隊列 918
23.3.1 Linux工作隊列相關數據結構和全局變數 918
23.3.2 Linux工作隊列初始化 921
23.3.3 將工作加入到工作隊列中 924
23.3.4 工作者進程執行函數worker_thread() 928
23.3.5 使用Linux工作隊列 931
第24章 Linux並發與競態 933
本章講解了Linux內核同步機制，包括幾種鎖定技術以及免鎖演算法。
24.1 並發與競態概述 933
24.1.1 Linux中的並發源 934
24.1.2 競態可能導致的後果 934
24.1.3 避免競態的規則 934
24.2 消除競態的「鎖定」技術 935
24.2.1 信號量（semphore）和互斥體（mutual exclusion） 935
24.2.2 讀寫信號量（rw_semaphore） 938
24.2.3 完成量（completion） 941
24.2.4 自旋鎖（spinlock_t） 942
24.2.5 讀寫自旋鎖（rwlock_t） 946
24.2.6 使用「鎖定」技術的注意事項 949
24.3 消除競態的非「鎖定」方法 949
24.3.1 免鎖演算法 949
24.3.2 原子操作 950
24.3.3 位操作 951
24.3.4 順序鎖 952
24.3.5 讀-復制-更新（Read-Copy-Update，RCU） 954
第25章 Linux設備驅動程序 958
本章講解了Linux內核第四大核心組件「設備驅動」的原理和實現內幕。同時還總結歸納了編寫各種設備驅動程序的方法和步驟。
25.1 設備驅動程序概述 958
25.1.1 設備驅動程序組成部分 959
25.1.2 設備號 959
25.1.3 設備文件 960
25.1.4 編寫設備驅動程序的關鍵 961
25.2 字元設備驅動程序 961
25.2.1 字元設備相關數據結構 961
25.2.2 字元設備相關全局變數 963
25.2.3 字元設備驅動程序全局初始化 963
25.2.4 為字元設備分配設備號 964
25.2.5 注冊字元設備驅動程序 968
25.2.6 字元設備的操作方法 971
25.2.7 用戶對字元設備驅動程序的調用過程 972
25.2.8 如何編寫字元設備驅動程序 974
25.2.9 關於TTY設備驅動程序 974
25.2.10 控制台設備驅動程序 975
25.3 塊設備驅動程序 986
25.3.1 塊設備相關數據結構 986
25.3.2 塊設備相關宏定義 997
25.3.3 塊設備相關全局變數 999
25.3.4 塊設備驅動程序全局初始化 1004
25.3.5 為塊設備分配主設備號 1006
25.3.6 注冊塊設備驅動程序 1009
25.3.7 塊設備驅動程序的操作方法 1017
25.3.8 調用塊設備驅動程序過程 1017
25.3.9 I/O調度 1031
25.3.10 如何編寫塊設備驅動程序 1032
25.4 網路設備驅動程序 1033
25.4.1 網路設備驅動程序概述 1033
25.4.2 網路設備相關數據結構 1034
25.4.3 網路設備相關宏定義 1044
25.4.4 網路設備相關全局變數 1045
25.4.5 創建net_device結構 1046
25.4.6 注冊網路設備 1048
25.4.7 網路設備的操作方法 1050
25.4.8 網路設備中斷服務程序 1051
25.4.9 如何編寫網路設備驅動程序 1051
25.5 PCI設備驅動程序 1052
25.5.1 PCI介面定義 1053
25.5.2 PCI設備的三個地址空間 1057
25.5.3 PCI匯流排仲裁 1058
25.5.4 PCI設備編號 1059
25.5.5 如何訪問PCI配置空間 1059
25.5.6 如何配置PCI設備 1061
25.5.7 PCI驅動程序相關數據結構 1062
25.5.8 PCI驅動程序相關宏定義 1068
25.5.9 PCI驅動程序相關全局變數 1068
25.5.10 Bootloader和內核做的事 1069
25.5.11 PCI驅動程序注冊 1069
25.5.12 PCI驅動程序介面函數 1071
25.5.13 如何編寫PCI驅動程序 1072
第4部分 Linux內核開發高級指南
第26章 Linux系統參數設置 1076
從本章開始的後續章節主要講解了比較高級或者平時較少關注的Linux內核方面的知識，本章講解了Linux中的4種系統參數格式和設置方法。
26.1 旗語系統參數（tag） 1076
26.1.1 與旗語系統參數相關數據結構和全局變數 1076
26.1.2 旗語系統參數說明 1082
26.1.3 旗語系統參數設置方法 1084
26.2 前期命令行設置的系統參數 1084
26.2.1 與前期命令行系統參數相關數據結構和全局變數 1084
26.2.2 前期命令行設置的系統參數說明 1085
26.2.3 前期命令行系統參數設置方法 1086
26.2.4 如何添加自己的前期命令行設置的系統參數 1087
26.3 老式命令行系統參數 1087
26.3.1 與老式命令行系統參數相關數據結構和全局變數 1087
26.3.2 老式命令行設置的系統參數說明 1088
26.3.3 老式命令行設置的系統參數設置方法 1089
26.3.4 如何添加自己的老式命令行設置的系統參數 1089
26.4 命令行系統參數 1089
26.4.1 與命令行系統參數相關數據結構和全局變數 1089
26.4.2 命令行設置的系統參數說明 1090
26.4.3 命令行設置的系統參數設置方法 1090
第27章 Linux內核調試 1091
本章介紹了Linux內核的調試方法。
27.1 打開Linux內核及其各模塊自帶的調試開關 1091
27.2 內核剖析（Profiling） 1093
27.3 通過列印調試（printk） 1095
27.3.1 關於printk() 1095
27.3.2 內核信息級別 1096
27.3.3 列印速度限制 1097
27.3.4 控制台重定向 1098
27.4 使用proc文件系統調試 1098
27.5 oops消息 1098
27.6 通過跟蹤命令strace調試 1099
27.7 使用gdb、kdb、kgdb調試 1099
第28章 Linux內核移植 1101
本章介紹了Linux內核的移植方法。
第29章 Linux內核優化 1104
本章介紹了Linux內核的優化方法。
29.1 編譯優化 1104
29.2 根據CPU特性進行優化 1105
29.3 對內核進行裁減 1105
29.4 優化系統內存配置 1106
29.5 優化系統啟動過程以縮減系統啟動時間 1106
29.6 內存映射優化 1107
29.7 工具軟體輔助優化 1107
第30章 Linux定時器 1109
本章介紹了Linux內核的軟體定時器。
30.1 定時器相關數據結構 1109
30.2 定時器相關宏定義 1111
30.3 定時器相關全局變數 1112
30.4 定時器和時鍾初始化 1113
30.5 獲取系統時間 1114
30.6 延遲函數 1115
30.7 與定時器相關系統調用 1115
30.8 使用定時器方法 1116
第31章 雜項 1117
本章介紹了PER_CPU變數以及Linux中的數據類型定義。
31.1 per_cpu變數 1117
31.2 Linux中的數據類型定義 1118
第32章 編譯鏈接文件說明 1119
本章注釋了ARM處理器系統中Linux內核的鏈接文件，以幫助讀者了解編譯出來的Linux內核各區段在內存中的存放位置。
參考文獻 1125

❽ 嵌入式系統Linux內核開發實戰指南的宣傳語

技術總監辭職一年精心寫作！
●作者希望認識技術水平超越本書內容的頂尖專家
●對於經驗非常豐富的高手，可以參照詳細目錄直接閱讀代碼透析Linux內核實現原理的相關章節
●對於入行多年的工程師，本書包含作者10多年的實戰經驗與技能，讓你遇到難題不求人
●對於剛起步的初學者，本書詳細介紹了嵌入式Linux開發流程和方法，讓你快速入門，不走彎路

❾ 嵌入式系統Linux內核開發實戰指南的前言（序）

2007年8月，我從上家公司辭職出來，放棄了剛上市公司骨幹中層幹部的職位，放棄了豐厚的待遇。
自1996年畢業以來，我一直從事嵌入式系統和Linux內核一線技術開發工作，我所承擔的任務和項目基本都是由自己獨立完成，即使擔任了硬體部主管或技術總監職務，我對自己專長的工作仍是親歷親為的。一方面，自己熱愛這項工作，每攻克一個難題都能體驗到莫大的成就感（相信技術工程師都有過這種體會）；另一方面，目前國內做嵌入式系統和Linux內核開發的工程師供不應求，水平高的更是奇缺，相關職位的待遇相對其他職位的偏高，少招一個新員工就為公司節省一筆開支，減輕一份負擔，所以對於比較簡單和事務性的工作我會安排給其他員工，而難度大的工作我幾乎都親自上陣。我習慣加班，來了興致甚至通宵達旦，憑著這股干勁，經過多年實踐積累，自己常能在短時間內解決很多人長時間沒有解決的問題。在我工作中接觸到Linux之初，為了更好更深入地學習嵌入式系統和Linux內核開發技能，我在業余時間自己花錢設計製作了MC68VZ328和S3C4510兩種開發板以及簡易JTAG下載、燒寫線纜，並成功移植、固化Clinux到這兩個開發板上——到目前為止，我已經在當今流行的各種嵌入式硬體平台（包括單片機、MC68K、PowerPC、ARM、MIPS、DSP）和嵌入式操作系統（包括VRTX、VxWorks、PSOS、Linux）上都做過實際開發工作，編寫、移植或者調試過UART、Ethernet、I2C、HDLC+E1、LCD、Keyboard、VFD、SCSI、SATA、IDE、CVBS、VGA、PCI、USB等介面和設備的驅動程序。
在與Linux打交道的這么多年裡，我一心想把這個開放源碼的優秀操作系統吃透，並理所當然地覺得，隨著時間的推移和所做項目的增多，自己一定會逐漸認識Linux內核的真實面目；可是一直以來，每當我想在腦海中對Linux內核各組件及其原理進行全面系統概括描述時卻總是如鯁在喉，不得其解，這讓我心裡一直潛藏著一絲隱憂和茫然：由於不了解Linux內核原理，盡管自己能憑借10多年的工作經驗通過適當方法很快把任務完成、把難題解決，但卻不能在碰到難題一開始就從原理上把握應該從哪兒下手，怎樣做、做什麼，缺乏全局預見性和高瞻遠矚的能力，這種心中「沒底」的感覺驅使我去更深入鑽研、發掘，去力爭做到心中「有底」；這也讓我意識到，雖然經過10多年的勤奮工作，自己已經積累了足夠的工作經驗，不過由於平時很少閱讀理論書籍和Linux內核源代碼，Linux內核原理知識並沒有像我原來想像的那樣自然而然地裝進自己的大腦，所以自己的理論水平仍然很欠缺，要想提高就必須經過一個艱苦的沉澱過程；由於平時工作忙、任務緊，我很少有時間來做系統的總結和歸納，在這種情況下，出於對公司和自己負責任考慮，我決定辭去工作，在家專心、系統研讀Linux內核源代碼，同時也對自己10多年的工作進行一次全面概括和總結。
我花了半年多時間閱讀針對ARM處理器平台的Linux 2.6.10內核源代碼，記了2000多頁的源代碼閱讀筆記和心得。2008年4月，我在家坐不住想去找工作——辭職前，我常開車去兜風或帶家人郊遊，辭職後不久，為了節省支出，我把車賣了，這半年多時間里，我除了早晨出去鍛煉外，一天難得出門，沒有娛樂，沒有朋友交流，沒有旅遊，這對於一個身處物慾橫流的繁華都市鬧市區的人來說會是一種怎樣的生活體驗呢？更何況對於英俊瀟灑、才華橫溢、熱情好動的本人呢（）——於是我在腦海中總結半年多來的學習成果和收獲，雖然感覺眼前比以前亮堂了許多，但仍是朦朦朧朧，似是而非，不得已只好強迫自己繼續坐下去。我把以前的工作筆記、工作總結、自製的開發板全部找出來，又買了幾本介紹Linux內核原理、驅動程序編寫方面的理論書籍，把所有這些與半年多來閱讀Linux 2.6內核源代碼的筆記和心得進行交叉學習，相互印證，加深理解，同時對這些資料再次進行總結、歸納、記筆記、寫心得；到2008年6月，當我再次回頭清理頭緒，翻看新的筆記時，頓然感覺Linux 2.6內核的輪廓漸漸清晰起來，我很興奮並突發想像：何不將新的筆記、心得整理完善一下，那樣不就可以編輯成一本介紹嵌入式系統硬體原理及軟硬體設計流程與方法、嵌入式Linux內核原理及開發方法與技能、常見設備工作原理及其驅動程序的編寫方法的完整的書了？聯想到現在越來越多的年輕人開始熱衷於嵌入式系統Linux內核開發這項高科技、高薪工作，卻苦於找不到一本從實戰出發全面深入介紹這方面技術的指導書，他們有的不惜花重金去參加培訓，可是當這些培訓後的部分人到我那面試時，我卻發現他們所學甚淺，不懂原理，只知道操作流程，有的甚至連基本的流程都不熟悉；加上以前在一些嵌入式系統和Linux論壇中看到很多網友呼籲有經驗的開發人員把自己的工作經驗總結一下寫出來供大家參考，這更讓我有了寫這本書的沖動。於是我又耐心坐了3個多月，繼續總結、歸納、提煉、整理、完善，到了2008年9月，原來的筆記和心得就濃縮成了《嵌入式系統Linux內核開發實戰指南（ARM平台）》，我也實現了一次自我超越，從「摸著石頭過河」的尷尬與無奈走向了「不管風吹浪打，勝似閑庭信步」的瀟灑與從容！

❿ 嵌入式linux系統開發的具體步驟

第一步、建立交叉編譯環境
沒有交叉開發經驗的讀者，可能一時很難接受這個概念。首先，要明白兩個概念：一般
我們工作的機器，稱為開發機、主機；我們製作好的系統將要放到某台機器，如手機或另一
台PC機，這台機我們稱為目標主機。
我們一般開發機上已經有一套開發工具，我們稱之為原生開發套件，我們一般就是用它
們來寫程序，那麼，那什麼又是交叉編譯環境呢？其實一點也不神秘，也就是在開發機上再
安裝一套開發工具，這套開發工具編譯出來的程序，如內核、系統工作或者我們自己的程序，
是放在目標主機上運行的。
那麼或許有初學者會問，直接用原生開發工具為目標主機編譯程序不就完了？至少我當
初是這么想的。一般來說，我們的開發機都是X86 平台，原生開發套件開發的工具，也針
對X86 平台，而我們的目標主機可能是PowerPC、IXP、MIPS……所以，我們的交叉編譯
環境是針對某一類具體平台的。
一般來講，交叉開發環境需要二進制工具程序、編譯器、C鏈接庫，嵌入式開發常用的
這三類軟體是：
Binutils
Gcc
uClibc
當然，GNU包含的工具套件不僅於此，你還要以根據實際需要，進行選擇
第二步、編譯內核
開發工具是針對某一類硬體平台，內核同樣也是。這一步，我們需要用第一步中建立的
工具，對內核進行編譯，對於有內核編譯經驗的人來說，這是非常簡單的；
第三步、建立根文件系統
也就是建立我們平常看到的bin、dev、proc……這一大堆目錄，以及一些必備的文件；
另外，我們還需要為我們的目標系統安裝一些常用的工具軟體，如ls、ifconfig……當然，
一個辦法是找到這些工具的源代碼，用第一步建立的交叉編譯工具來編譯，但是這些軟體一
是數量多，二是某些體積較大，不適合嵌入式系統，這一步，我們一般都是用busybox來完
成的，包括系統引導軟體init；
最後，我們為系統還需要建立初始化的引導文件，如inittab……