內容介紹
內容簡介：廣泛的硬體支持、高效穩定的核心、開源共享的軟體、優秀的開發工具、完善的網路通信和檔案管理機制等特點，使嵌入式Linux獲得了廣泛套用，已成為嵌入式開發的主流平台。
本書是嵌入式Linux領域的名著。全面深入而又簡明地闡述了構建嵌入式Linux系統的精髓。書中不僅剖析了嵌入式Linux系統，而且講述了處理器、核心、引導載入程式、設備驅動程式、檔案系統等關鍵組件，介紹了嵌入式Linux系統的開發工具、調試技術。作者多年積累總結的嵌入式Linux開發技巧和提示，無論對初學者還是有經驗的開發人員，都彌足珍貴。這一版不僅對原有章節進行了全面的修訂、更新和改進，還新增了udev、USB和開源構建系統等內容。
作者介紹
作者簡介：Christopher Hallinan著名嵌入式Linux技術專家。現任Mentor Graphics公司技術市場工程師，曾任MontaVista軟體公司現場套用工程師，3Com公司工程總監，Crosscomm公司工程總監。他有25年以上網路和通信產品的軟硬體開發經驗。曾擔任Linux諮詢師，提供定製Linux主機板接口、設備驅動程式和引導裝入程式等方面的解決方案
作品目錄
目 錄第1章 入門 1
1.1 為什麼選擇Linux 1
1.2 嵌入式Linux現狀 2
1.3 開源和GPL 2
1.4 標準及相關組織 3
1.4.1 Linux標準基礎 3
1.4.2 Linux基金會 4
1.4.3 電信級Linux 4
1.4.4 移動Linux計畫：Moblin 4
1.4.5 服務可用性論壇 5
1.5 小結 5
第2章 綜述 6
2.1 嵌入與非嵌入 6
2.2 剖析嵌入式系統 7
2.2.1 典型的嵌入式Linux開發環境 8
2.2.2 啟動目標板 9
2.2.3 引導核心 10
2.2.4 核心初始化：概述 12
2.2.5 第一個用戶空間進程：init 13
2.3 存儲 14
2.3.1 快閃記憶體 14
2.3.2 NAND型快閃記憶體 15
2.3.3 快閃記憶體的用途 16
2.3.4 快閃記憶體檔案系統 17
2.3.5 記憶體空間 17
2.3.6 執行上下文 19
2.3.7 進程虛擬記憶體 20
2.3.8 交叉開發環境 21
2.4 嵌入式Linux發行版 22
2.4.1 商業Linux發行版 24
2.4.2 打造自己的Linux發行版 24
2.5 小結 24
第3章 處理器基礎 26
3.1 獨立處理器 26
3.1.1 IBM 970FX 27
3.1.2 英特爾奔騰M 27
3.1.3 英特爾凌動TM 28
3.1.4 飛思卡爾MPC7448 28
3.1.5 配套晶片組 28
3.2 集成處理器：片上系統 30
3.2.1 Power架構 30
3.2.2 飛思卡爾Power架構 30
3.2.3 飛思卡爾PowerQUICC I 31
3.2.4 飛思卡爾PowerQUICC II 32
3.2.5 PowerQUICC II Pro 32
3.2.6 飛思卡爾PowerQUICC III 33
3.2.7 飛思卡爾QorIQTM 34
3.2.8 AMCC Power架構 36
3.2.9 MIPS 38
3.2.10 Broadcom MIPS 38
3.2.11 其他MIPS 39
3.2.12 ARM 40
3.2.13 德州儀器ARM 40
3.2.14 飛思卡爾ARM 42
3.2.15 其他ARM處理器 43
3.3 其他架構 43
3.4 硬體平台 43
3.4.1 CompactPCI 43
3.4.2 ATCA 44
3.5 小結 44
第4章 Linux核心：不同的視角 46
4.1 背景知識 46
4.1.1 核心版本 47
4.1.2 核心源碼庫 48
4.1.3 使用git下載核心代碼 49
4.2 Linux核心的構造 49
4.2.1 頂層源碼目錄 49
4.2.2 編譯核心 50
4.2.3 核心主體：vmlinux 52
4.2.4 核心鏡像的組成部分 53
4.2.5 子目錄的布局 56
4.3 核心構建系統 57
4.3.1 .config檔案 57
4.3.2 配置編輯器 58
4.3.3 Makefile目標 61
4.4 核心配置 66
4.4.1 定製配置選項 68
4.4.2 核心Makefile 71
4.5 核心文檔 72
4.6 獲得定製的Linux核心 72
4.7 小結 73
第5章 核心初始化 75
5.1 合成核心鏡像：Piggy及其他 75
5.1.1 Image對象 78
5.1.2 與具體架構相關的對象 78
5.1.3 啟動載入程式 79
5.1.4 引導訊息 80
5.2 初始化時的控制流 83
5.2.1 核心入口：head.o 84
5.2.2 核心啟動：main.c 85
5.2.3 架構設定 86
5.3 核心命令行的處理 87
5.4 子系統初始化 92
5.5 init執行緒 94
5.5.1 通過initcalls進行初始化 95
5.5.2 initcall_debug 96
5.5.3 最後的引導步驟 97
5.6 小結 98
第6章 用戶空間初始化 100
6.1 根檔案系統 100
6.1.1 FHS：檔案系統層次結構標準 101
6.1.2 檔案系統布局 101
6.1.3 最小化的檔案系統 102
6.1.4 嵌入式根檔案系統帶來的挑戰 103
6.1.5 試錯法 104
6.1.6 自動化檔案系統構建工具 104
6.2 核心的最後一些引導步驟 104
6.2.1 第一個用戶空間程式 106
6.2.2 解決依賴關係 106
6.2.3 定製的初始進程 107
6.3 init進程 107
6.3.1 inittab 109
6.3.2 Web伺服器啟動腳本示例 111
6.4 初始RAM磁碟 112
6.4.1 使用initrd進行引導 113
6.4.2 引導載入程式對initrd的支持 113
6.4.3 initrd的奧秘所在：
linuxrc 115
6.4.4 initrd探究 116
6.4.5 構造initrd鏡像 116
6.5 使用initramfs 117
6.6 關機 119
6.7 小結 120
第7章 引導載入程式 122
7.1 引導載入程式的作用 122
7.2 引導載入程式帶來的挑戰 123
7.2.1 DRAM控制器 123
7.2.2 快閃記憶體與RAM 123
7.2.3 鏡像的複雜性 124
7.2.4 執行環境 126
7.3 通用引導載入程式：Das U-Boot 126
7.3.1 獲取U-Boot 127
7.3.2 配置U-Boot 127
7.3.3 U-Boot的監控命令 129
7.3.4 網路操作 130
7.3.5 存儲子系統 132
7.3.6 從磁碟引導 133
7.4 移植U-Boot 133
7.4.1 EP405的U-Boot移植 133
7.4.2 U-Boot Makefile中的配置目標 134
7.4.3 EP405的第一次構建 135
7.4.4 EP405 處理器初始化 136
7.4.5 與具體板卡相關的初始化 138
7.4.6 移植總結 141
7.4.7 U-Boot鏡像格式 141
7.5 設備樹對象（扁平設備樹） 143
7.5.1 設備樹源碼 145
7.5.2 設備樹編譯器 148
7.5.3 使用DTB的其他核心鏡像 148
7.6 其他引導載入程式 149
7.6.1 Lilo 149
7.6.2 GRUB 150
7.6.3 其他更多的引導載入程式 151
7.7 小結 152
第8章 設備驅動程式基礎 154
8.1 設備驅動程式的概念 154
8.1.1 可載入模組 155
8.1.2 設備驅動程式架構 155
8.1.3 最小設備驅動程式示例 156
8.1.4 模組構建的基礎設施 157
8.1.5 安裝設備驅動程式 160
8.1.6 載入模組 160
8.1.7 模組參數 161
8.2 模組工具 162
8.2.1 insmod 162
8.2.2 lsmod 163
8.2.3 modprobe 163
8.2.4 depmod 164
8.2.5 rmmod 165
8.2.6 modinfo 165
8.3 驅動程式方法 166
8.3.1 驅動程式中的檔案系統操作 166
8.3.2 設備號的分配 169
8.3.3 設備節點和mknod 169
8.4 綜合套用 170
8.5 在核心源碼樹外構建驅動 171
8.6 設備驅動程式和GPL 172
8.7 小結 173
第9章 檔案系統 174
9.1 Linux檔案系統概念 175
9.2 ext2 176
9.2.1 掛載檔案系統 177
9.2.2 檢查檔案系統的完整性 178
9.3 ext3 180
9.4 ext4 182
9.5 ReiserFS 182
9.6 JFFS2 183
9.7 cramfs 185
9.8 網路檔案系統 187
9.9 偽檔案系統 190
9.9.1 /proc檔案系統 191
9.9.2 sysfs 194
9.10 其他檔案系統 196
9.11 創建簡單的檔案系統 197
9.12 小結 199
第10章 MTD子系統 201
10.1 MTD概述 201
10.1.1 開啟MTD服務 202
10.1.2 MTD基礎 203
10.1.3 在目標板上配置MTD 205
10.2 MTD分區 205
10.2.1 使用Redboot分區表進行
分區 206
10.2.2 使用核心命令行傳遞分區
信息 210
10.2.3 映射驅動 211
10.2.4 快閃記憶體晶片驅動 213
10.2.5 與具體板卡相關的初始化 214
10.3 MTD工具 215
10.4 UBI檔案系統 219
10.4.1 配置UBIFS 219
10.4.2 構建UBIFS鏡像 220
10.4.3 使用UBIFS作為根檔案系統 222
10.5 小結 222
第11章 BusyBox 224
11.1 BusyBox簡介 224
11.2 BusyBox的配置 225
11.3 BusyBox的操作 227
11.3.1 BusyBox的init 230
11.3.2 rcS初始化腳本示例 232
11.3.3 BusyBox在目標板上的安裝 233
11.3.4 BusyBox小套用 235
11.4 小結 235
第12章 嵌入式開發環境 237
12.1 交叉開發環境 237
12.2 對主機系統的要求 241
12.3 為目標板提供服務 242
12.3.1 TFTP伺服器 242
12.3.2 BOOTP/DHCP 伺服器 243
12.3.3 NFS伺服器 245
12.3.4 目標板使用NFS掛載根檔案系統 247
12.3.5 U-Boot中使用NFS掛載根檔案系統的例子 248
12.4 小結 250
第13章 開發工具 252
13.1 GNU調試器（GDB） 252
13.1.1 調試核心轉儲 253
13.1.2 執行GDB 255
13.1.3 GDB中的調試會話 257
13.2 數據顯示調試器 258
13.3 cbrowser/cscope 260
13.4 追蹤和性能評測工具 261
13.4.1 strace 261
13.4.2 strace命令行選項 264
13.4.3 ltrace 266
13.4.4 ps 267
13.4.5 top 269
13.4.6 mtrace 270
13.4.7 dmalloc 272
13.4.8 核心oops 274
13.5 二進制工具 276
13.5.1 readelf 277
13.5.2 使用readelf查看調試信息 278
13.5.3 objdump 280
13.5.4 objcopy 281
13.6 其他二進制實用程式 281
13.6.1 strip 281
13.6.2 addr2line 282
13.6.3 strings 282
13.6.4 ldd 282
13.6.5 nm 283
13.6.6 prelink 283
13.7 小結 284
第14章 核心調試技術 286
14.1 核心調試帶來的挑戰 286
14.2 使用KGDB進行核心調試 287
14.2.1 KGDB的核心配置 288
14.2.2 在開啟KGDB時引導目標板 289
14.2.3 一些有用的核心斷點 293
14.2.4 KGDB與控制台共享一個串列連線埠 294
14.2.5 調試非常早期的核心代碼 295
14.2.6 主線核心對KGDB的支持 296
14.3 核心調試技術 297
14.3.1 gdb遠程串列協定 298
14.3.2 調試最佳化的核心代碼 300
14.3.3 GDB的用戶自定義命令 307
14.3.4 有用的核心GDB宏 307
14.3.5 調試可載入模組 315
14.3.6 printk調試 319
14.3.7 Magic SysReq key 320
14.4 硬體輔助調試 321
14.4.1 使用JTAG探測器對快閃記憶體進行編程 322
14.4.2 使用JTAG探測器進行調試 323
14.5 不能啟動的情況 326
14.5.1 早期的串列連線埠調試輸出 326
14.5.2 轉儲printk的日誌緩衝區 327
14.5.3 使用KGDB調試核心異常 328
14.6 小結 329
第15章 調試嵌入式Linux應用程式 331
15.1 目標調試 331
15.2 遠程（交叉）調試 331
15.3 調試共享程式庫 335
15.4 調試多個任務 340
15.4.1 調試多個進程 340
15.4.2 調試多執行緒應用程式 342
15.4.3 調試引導載入程式/快閃記憶體代碼 345
15.5 其他遠程調試選項 345
15.5.1 使用串列連線埠進行調試 345
15.5.2 附著到運行的進程上 346
15.6 小結 346
第16章 開源構建系統 348
16.1 為什麼使用構建系統 348
16.2 Scratchbox 349
16.2.1 安裝Scratchbox 349
16.2.2 創建一個交叉編譯目標 350
16.3 Buildroot 351
16.3.1 安裝Buildroot 352
16.3.2 配置Buildroot 352
16.3.3 構建Buildroot 353
16.4 OpenEmbedded 354
16.4.1 OpenEmbedded的組成 355
16.4.2 BitBake元數據 355
16.4.3 配方基礎 356
16.4.4 任務 358
16.4.5 類 359
16.4.6 配置元數據 360
16.4.7 構建鏡像 361
16.5 小結 362
第17章 實時Linux 363
17.1 什麼是實時 363
17.1.1 軟實時 363
17.1.2 硬實時 364
17.1.3 Linux調度 364
17.1.4 延時 364
17.2 核心搶占 365
17.2.1 搶占的障礙 366
17.2.2 搶占模式 367
17.2.3 SMP核心 368
17.2.4 搶占延時的根源 369
17.3 實時核心補丁 369
17.3.1 實時補丁的特性 370
17.3.2 O(1)調度器 371
17.3.3 創建實時進程 372
17.4 實時核心的性能分析 373
17.4.1 使用Ftrace追蹤核心行為 373
17.4.2 檢測搶占被關閉的延時 374
17.4.3 檢測喚醒延時 375
17.4.4 檢測中斷被關閉的延時 377
17.4.5 檢測Soft Lockup 378
17.5 小結 378
第18章 通用串列匯流排 379
18.1 USB概述 379
18.1.1 USB的物理拓撲結構 379
18.1.2 USB的邏輯拓撲結構 381
18.1.3 USB版本 382
18.1.4 USB連線器 382
18.1.5 USB線纜 383
18.1.6 USB模式 384
18.2 配置USB 384
18.3 sysfs和USB設備命名 388
18.4 實用的USB工具 390
18.4.1 USB檔案系統 390
18.4.2 使用usbview 392
18.4.3 USB 實用程式（lsusb） 394
18.5 通用USB子系統 395
18.5.1 USB大容量存儲類 395
18.5.2 USB HID類 397
18.5.3 USB CDC類驅動 398
18.5.4 USB網路支持 400
18.6 USB調試 401
18.6.1 usbmon 402
18.6.2 實用USB雜記 403
18.7 小結 403
第19章 udev 405
19.1 什麼是udev 405
19.2 設備發現 406
19.3 udev的默認行為 407
19.4 理解udev規則 409
19.4.1 Modalias 411
19.4.2 典型的udev規則配置 414
19.4.3 udev的初始系統設定 415
19.5 載入平台設備驅動程式 417
19.6 定製udev的行為 419
19.7 持久的設備命名 420
19.8 udev和busybox配合使用 423
19.8.1 busybox mdev 423
19.8.2 配置mdev 425
19.9 小結 425
附錄A 可配置的U-Boot命令 427
附錄B BusyBox命令 430
附錄C SDRAM接口注意事項 440
附錄D 開源資源 447
附錄E 簡單的BDI-2000配置檔案 449
