基于ARM的嵌入式Linux系统开发技术详解

### 基于ARM的嵌入式Linux系统开发技术详解 #### 第1章：概述 - **嵌入式系统**：介绍了嵌入式系统的定义、组成及其应用领域，包括其在消费电子、工业自动化等领域的广泛应用。 - **嵌入式操作系统**：探讨了嵌入式操作系统的特点与功能，如实时性、可靠性以及对资源的有效管理。 - **嵌入式Linux的历史**：概述了Linux作为开源操作系统的发展历程，特别是其如何逐渐成为嵌入式领域的重要选择。 - **嵌入式Linux开发环境**：详细介绍了构建嵌入式Linux系统所需的各种工具和环境，包括编译器、调试器等。 - **嵌入式Linux系统开发要点**：列举了在开发过程中需要注意的关键问题，如内存管理、中断处理等。 #### 第2章：ARM处理器 - **ARM处理器简介**： - **ARM公司简介**：介绍了ARM公司的成立背景及在全球嵌入式市场中的地位。 - **ARM处理器体系结构**：讲解了ARM架构的基本原理，包括RISC（精简指令集计算机）特性及其优势。 - **Linux与ARM处理器**：分析了Linux操作系统如何支持ARM架构，并且为什么它们之间能很好地结合。 - **ARM指令集**： - **ARM微处理器的指令集概述**：解释了ARM指令集的基本概念和分类。 - **ARM指令寻址方式**：详细说明了ARM指令的寻址模式，如立即寻址、寄存器寻址等。 - **Thumb指令概述**：介绍了Thumb指令集，它是ARM指令集的一个子集，旨在减少代码大小。 - **典型ARM处理器简介**： - **Atmel AT91RM9200**：一款低功耗、高性能的ARM处理器。 - **Samsung S3C2410**：三星的一款经典嵌入式处理器，广泛应用于各种嵌入式设备。 - **TI OMAP1510/1610系列**：德州仪器的一款高性能处理器，适用于多媒体和通信设备。 - **Freescale i.Max212**：Freescale的一款处理器，用于工业控制等领域。 - **Intel Xscale PXA系列**：英特尔的Xscale架构处理器，具有高性能和低功耗的特点。 - **三星S3C2410开发板**： - **开发板介绍**：描述了三星S3C2410开发板的硬件配置和接口特性。 - **众多的开发板供应商**：列出了市场上可选的其他S3C2410开发板供应商。 #### 第3章：Linux编程环境 - **Linux常用工具**： - **Shell简介**：介绍Linux Shell的基础知识，包括Bash Shell等。 - **常用Shell命令**：列出并解释了一系列常用的Shell命令，如ls、cd、grep等。 - **编写Shell脚本**：教授如何编写简单的Shell脚本来自动化日常任务。 - **正则表达式**：解释了正则表达式的概念和使用方法，对于文本处理非常有用。 - **程序编辑器**：推荐了几款常用的编辑器，如vim、emacs等。 - **Makefile**： - **GNU make**：介绍make工具的基本概念及其作用。 - **Makefile规则语法**：详细说明了Makefile的编写规范和规则。 - **Makefile文件中变量的使用**：讲解了Makefile中变量的定义和使用方法。 - **二进制代码工具的使用**： - **GNU Binutils工具介绍**：介绍了Binutils工具包，包括objdump、readelf等。 - **Binutils工具软件使用**：具体演示了这些工具的实际操作。 - **编译器GCC的使用**： - **GCC编译器介绍**：概述了GCC的功能及其在编译过程中的作用。 - **GCC编译选项解析**：解析了GCC的常用编译选项及其意义。 - **调试器GDB的使用技巧**： - **GDB调试器介绍**：介绍了GDB的基本使用方法。 - **GDB调试命令**：列举了一些常用的GDB调试命令，帮助开发者定位问题。 - **Linux编程库**： - **Linux编程库介绍**：概述了Linux下的编程库及其重要性。 - **Linux系统调用**：解释了系统调用的概念及其如何与内核交互。 - **Linux线程库**：介绍了Linux线程库（如pthread）的基本使用方法。 #### 第4章：交叉开发环境 - **交叉开发环境介绍**： - **交叉开发概念模型**：解释了交叉开发的基本原理和应用场景。 - **目标板与主机之间的连接**：讨论了主机与目标板之间常见的连接方式，如USB、串口等。 - **文件传输**：介绍了一些常用的文件传输协议，如TFTP、FTP等。 - **网络文件系统**：讲解了NFS（网络文件系统）的工作原理及其在网络中的应用。 - **安装交叉编译工具**： - **获取交叉开发工具链**：提供了获取交叉编译工具链的方法。 - **主机安装工具链**：指导用户如何在主机上安装交叉编译工具链。 - **主机开发环境配置**： - **主机环境配置**：列举了配置主机开发环境所需的操作，如安装必要的软件包等。 - **串口控制台工具**：介绍了串口控制台工具的重要性及其使用方法。 - **DHCP服务**：讲解了如何配置DHCP服务来自动分配IP地址。 - **TFTP服务**：介绍了TFTP服务的配置步骤及其作用。 - **NFS服务**：说明了如何配置NFS服务以便于文件共享。 - **启动目标板**： - **系统引导过程**：详细描述了嵌入式系统的引导过程。 - **内核解压启动**：解释了内核是如何从压缩格式解压并启动的。 - **挂接根文件系统**：介绍了挂接根文件系统的方法和注意事项。 - **应用程序的远程交叉调试**： - **交叉调试的模型**：阐述了交叉调试的基本模型及其工作原理。 - **交叉调试程序实例**：通过具体的实例演示了如何进行交叉调试。 #### 第5章：交叉开发工具链 - **工具链软件**： - **相关软件工程**：讨论了构建工具链所需的软件工程实践。 - **软件版本的匹配**：强调了软件版本匹配的重要性及其方法。 - **工具链制作流程**：概述了制作交叉开发工具链的一般步骤。 - **制作交叉编译器**： - **准备编译环境**：说明了准备编译环境的必要步骤。 - **编译binutils**：介绍了如何编译binutils工具集。 - **编译GCC的辅助编译器**：解释了辅助编译器的作用及其编译过程。 - **编译生成glibc库**：讲述了编译glibc库的过程。 - **编译生成完整的GCC编译器**：详细说明了完整GCC编译器的编译过程。 - **制作交叉调试器**： - **编译交叉调试器**：介绍了如何编译交叉调试器。 - **编译gdbserver**：解释了gdbserver的编译过程及其用途。 #### 第6章：Bootloader - **Bootloader**： - **Bootloader介绍**：概述了Bootloader的概念及其在系统启动过程中的作用。 - **Bootloader的启动**：描述了Bootloader的启动过程。 - **Bootloader的种类**：列举了几种常见的Bootloader类型。 - **U-Boot编程**： - **U-Boot工程简介**：介绍了U-Boot项目及其在嵌入式系统中的重要性。 - **U-Boot源码结构**：详细解析了U-Boot源码的组织结构。 - **U-Boot的编译**：讲解了U-Boot的编译流程。 - **U-Boot的移植**：解释了如何将U-Boot移植到不同的硬件平台上。 - **添加U-Boot命令**：指导用户如何向U-Boot中添加自定义命令。 - **U-Boot的调试**： - **硬件调试器**：介绍了如何使用硬件调试器来调试U-Boot。 - **软件跟踪**：讲解了如何通过软件跟踪来调试U-Boot。 - **U-Boot启动过程**：详细描述了U-Boot的启动过程。 - **U-Boot与内核的关系**：分析了U-Boot与Linux内核之间的交互机制。 - **使用U-Boot**： - **烧写U-Boot到Flash**：说明了如何将U-Boot烧录到Flash存储器中。 - **U-Boot的常用命令**：列出了U-Boot中常用的命令及其功能。 - **U-Boot的环境变量**：介绍了U-Boot中环境变量的使用方法及其重要性。 #### 第7章：配置编译内核 - **Linux内核特点**： - **Linux内核版本介绍**：概述了Linux内核版本号的含义及其更新规律。 - **Linux内核特点**：总结了Linux内核的一些显著特点。 - **Linux 2.6内核新特性**：列举了Linux 2.6内核版本中引入的新特性和改进之处。 - **配置编译内核源码**： - **内核源码结构**：详细解析了Linux内核源码的组织结构及其各部分的作用。