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

1.4.1Linux標準基礎 3

1.4.2Linux基金會 4

1.4.3電信級Linux 4

1.4.4移動Linux計劃：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剖析嵌入式繫統 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引導內核 10

2.2.4內核初始化：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閃存 14

2.3.2NAND型閃存 15

2.3.3閃存的用途 16

2.3.4閃存文件繫統 17

2.3.5內存空間 17

2.3.6執行上下文 19

2.3.7進程虛擬內存 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

3.1.1IBM 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配套芯片組 28

3.2集成處理器：片上繫統 30

3.2.1Power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

3.2.5PowerQUICC II Pro 32

3.2.6飛思卡爾PowerQUICC III 33

3.2.7飛思卡爾QorIQTM 34

3.2.8AMCC Power架構 36

3.2.9MIPS 38

3.2.10Broadcom MIPS 38

3.2.11其他MIPS 39

3.2.12ARM 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硬件平臺 43

3.4.1CompactPCI 43

3.4.2ATCA 44

3.5小結 44

第4章Linux內核：不同的視角 46

4.1背景知識 46

4.1.1內核版本 47

4.1.2內核源碼庫 48

4.1.3使用git下載內核代碼 49

4.2Linux內核的構造 49

4.2.1頂層源碼目錄 49

4.2.2編譯內核 50

4.2.3內核主體：vmlinux 52

4.2.4內核鏡像的組成部分 53

4.2.5子目錄的布局 56

4.3內核構建繫統 57

4.3.1.config文件 57

4.3.2配置編輯器 58

4.3.3Makefile目標 61

4.4內核配置 66

4.4.1定制配置選項 68

4.4.2內核Makefile 71

4.5內核文檔 72

4.6獲得定制的Linux內核 72

4.7小結 73

第5章內核初始化 75

5.1合成內核鏡像：Piggy及其他 75

5.1.1Image對像 78

5.1.2與具體架構相關的對像 78

5.1.3啟動加載程序 79

5.1.4引導消息 80

5.2初始化時的控制流 83

5.2.1內核入口：head.o 84

5.2.2內核啟動：main.c 85

5.2.3架構設置 86

5.3內核命令行的處理 87

5.4子繫統初始化 92

5.5init線程 94

5.5.1通過initcalls進行初始化 95

5.5.2initcall_debug 96

5.5.3**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根文件繫統 100

6.1.1FHS：文件繫統層次結構

標準 101

6.1.2文件繫統布局 101

6.1.3**小化的文件繫統 102

6.1.4嵌入式根文件繫統帶

來的挑戰 103

6.1.5試錯法 104

6.1.6自動化文件繫統構建工具 104

6.2內核的**後一些引導步驟 104

6.2.1第 一個用戶空間程序 106

6.2.2解決依賴關繫 106

6.2.3定制的初始進程 107

6.3init進程 107

6.3.1inittab 109

6.3.2Web服務器啟動腳本示例 111

6.4初始RAM磁盤 112

6.4.1使用initrd進行引導 113

6.4.2引導加載程序對initrd的

支持 113

6.4.3initrd的奧秘所在：

linuxrc 115

6.4.4initrd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章引導加載程序 122

7.1引導加載程序的作用 122

7.2引導加載程序帶來的挑戰 123

7.2.1DRAM控制器 123

7.2.2閃存與RAM 123

7.2.3鏡像的復雜性 124

7.2.4執行環境 126

7.3通用引導加載程序：Das U-Boot 126

7.3.1獲取U-Boot 127

7.3.2配置U-Boot 127

7.3.3U-Boot的監控命令 129

7.3.4網絡操作 130

7.3.5存儲子繫統 132

7.3.6從磁盤引導 133

7.4移植U-Boot 133

7.4.1EP405的U-Boot移植 133

7.4.2U-Boot Makefile中的配置

目標 134

7.4.3EP405的第 一次構建 135

7.4.4EP405 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

7.4.7U-Boot鏡像格式 141

7.5設備樹對像（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的其他內核鏡像 148

7.6其他引導加載程序 149

7.6.1Lilo 149

7.6.2GRUB 150

7.6.3其他更多的引導加載程序 151

7.7小結 152

第8章設備驅動程序基礎 154

8.1設備驅動程序的概念 154

8.1.1可加載模塊 155

8.1.2設備驅動程序架構 155

8.1.3**小設備驅動程序示例 156

8.1.4模塊構建的基礎設施 157

8.1.5安裝設備驅動程序 160

8.1.6加載模塊 160

8.1.7模塊參數 161

8.2模塊工具 162

8.2.1insmod 162

8.2.2lsmod 163

8.2.3modprobe 163

8.2.4depmod 164

8.2.5rmmod 165

8.2.6modinfo 165

8.3驅動程序方法 166

8.3.1驅動程序中的文件繫統

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綜合應用 170

8.5在內核源碼樹外構建驅動 171

8.6設備驅動程序和GPL 172

8.7小結 173

第9章文件繫統 174

9.1Linux文件繫統概念 175

9.2ext2 176

9.2.1掛載文件繫統 177

9.2.2檢查文件繫統的完整性 178

9.3ext3 180

9.4ext4 182

9.5ReiserFS 182

9.6JFFS2 183

9.7cramfs 185

9.8網絡文件繫統 187

9.9偽文件繫統 190

9.9.1/proc文件繫統 191

9.9.2sysfs 194

9.10其他文件繫統 196

9.11創建簡單的文件繫統 197

9.12小結 199

第 10章MTD子繫統 201

10.1MTD概述 201

10.1.1開啟MTD服務 202

10.1.2MTD基礎 203

10.1.3在目標板上配置MTD 205

10.2MTD分區 205

10.2.1使用Redboot分區表進行

分區 206

10.2.2使用內核命令行傳遞分區

信息 210

10.2.3映射驅動 211

10.2.4閃存芯片驅動 213

10.2.5與具體板卡相關的初始化 214

10.3MTD工具 215

10.4UBI文件繫統 219

10.4.1配置UBIFS 219

10.4.2構建UBIFS鏡像 220

10.4.3使用UBIFS作為根文件

繫統 222

10.5小結 222

第 11章BusyBox 224

11.1BusyBox簡介 224

11.2BusyBox的配置 225

11.3BusyBox的操作 227

11.3.1BusyBox的init 230

11.3.2rcS初始化腳本示例 232

11.3.3BusyBox在目標板上的

安裝 233

11.3.4BusyBox小應用 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對主機繫統的要求 241

12.3為目標板提供服務 242

12.3.1TFTP服務器 242

12.3.2BOOTP/DHCP 服務器 243

12.3.3NFS服務器 245

12.3.4目標板使用NFS掛載根

文件繫統 247

12.3.5U-Boot中使用NFS掛載根

文件繫統的例子 248

12.4小結 250

第 13章開發工具 252

13.1GNU調試器（GDB） 252

13.1.1調試核心轉儲 253

13.1.2執行GDB 255

13.1.3GDB中的調試會話 257

13.2數據顯示調試器 258

13.3cbrowser/cscope 260

13.4追蹤和性能評測工具 261

13.4.1strace 261

13.4.2strace命令行選項 264

13.4.3ltrace 266

13.4.4ps 267

13.4.5top 269

13.4.6mtrace 270

13.4.7dmalloc 272

13.4.8內核oops 274

13.5二進制工具 276

13.5.1readelf 277

13.5.2使用readelf查看調試信息 278

13.5.3objdump 280

13.5.4objcopy 281

13.6其他二進制實用程序 281

13.6.1strip 281

13.6.2addr2line 282

13.6.3strings 282

13.6.4ldd 282

13.6.5nm 283

13.6.6prelink 283

13.7小結 284

第 14章內核調試技術 286

14.1內核調試帶來的挑戰 286

14.2使用KGDB進行內核調試 287

14.2.1KGDB的內核配置 288

14.2.2在開啟KGDB時引導

目標板 289

14.2.3一些有用的內核斷點 293

14.2.4KGDB與控制臺共享一個

串行端口 294

14.2.5調試非常早期的內核代碼 295

14.2.6主線內核對KGDB的支持 296

14.3內核調試技術 297

14.3.1gdb遠程串行協議 298

14.3.2調試優化的內核代碼 300

14.3.3GDB的用戶自定義命令 307

14.3.4有用的內核GDB宏 307

14.3.5調試可加載模塊 315

14.3.6printk調試 319

14.3.7Magic SysReq key 320

14.4硬件輔助調試 321

14.4.1使用JTAG探測器對閃存

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早期的串行端口調試輸

出 326

14.5.2轉儲printk的日志緩衝

區 327

14.5.3使用KGDB調試內核異常 328

14.6小結 329

第 15章調試嵌入式Linux應用程序 331

15.1目標調試 331

15.2遠程（交叉）調試 331

15.3調試共享程序庫 335

15.4調試多個任務 340

15.4.1調試多個進程 340

15.4.2調試多線程應用程序 342

15.4.3調試引導加載程序/閃存

代碼 345

15.5其他遠程調試選項 345

15.5.1使用串行端口進行調試 345

15.5.2附著到運行的進程上 346

15.6小結 346

第 16章開源構建繫統 348

16.1為什麼使用構建繫統 348

16.2Scratchbox 349

16.2.1安裝Scratchbox 349

16.2.2創建一個交叉編譯目標 350

16.3Buildroot 351

16.3.1安裝Buildroot 352

16.3.2配置Buildroot 352

16.3.3構建Buildroot 353

16.4OpenEmbedded 354

16.4.1OpenEmbedded的組成 355

16.4.2BitB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

17.1.3Linux調度 364

17.1.4延時 364

17.2內核搶占 365

17.2.1搶占的障礙 366

17.2.2搶占模式 367

17.2.3SMP內核 368

17.2.4搶占延時的根源 369

17.3實時內核補丁 369

17.3.1實時補丁的特性 370

17.3.2O(1)調度器 371

17.3.3創建實時進程 372

17.4實時內核的性能分析 373

17.4.1使用Ftrace追蹤內核行為 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章通用串行總線 379

18.1USB概述 379

18.1.1USB的物理拓撲結構 379

18.1.2USB的邏輯拓撲結構 381

18.1.3USB版本 382

18.1.4USB連接器 382

18.1.5USB線纜 383

18.1.6USB模式 384

18.2配置USB 384

18.3sysfs和USB設備命名 388

18.4實用的USB工具 390

18.4.1USB文件繫統 390

18.4.2使用usbview 392

18.4.3USB 實用程序（lsusb） 394

18.5通用USB子繫統 395

18.5.1USB大容量存儲類 395

18.5.2USB HID類 397

18.5.3USB CDC類驅動 398

18.5.4USB網絡支持 400

18.6USB調試 401

18.6.1usbmon 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

19.3udev的默認行為 407

19.4理解udev規則 409

19.4.1Modalias 411

19.4.2典型的udev規則配置 414

19.4.3udev的初始繫統設置 415

19.5加載平臺設備驅動程序 417

19.6定制udev的行為 419

19.7持久的設備命名 420

19.8udev和busybox配合使用 423

19.8.1busybox 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BBusyBox命令 430

附錄CSDRAM接口注意事項 440

附錄D開源資源 447

附錄E簡單的BDI-2000配置文件 449

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