内容简介 本书结合作者10多年的培训和实践经验，通过简明扼要的语言，以及实用的案例与方法，对嵌入式Linux应用开发中的关键技术点进行了深入浅出的讲解。全书分为基础篇、应用进阶篇和实战提高篇。 本书内容从最简单的案例开始，始终保持实用、易懂的风格，每个章节都设置了实践操作案例，能够帮助读者快速掌握嵌入式Linux应用软件的开发技能。 本书主要面向对嵌入式Linux应用软件开发感兴趣的初学者，或需要进一步提升技能的开发者，也可作为高等院校计算机类、电子电气类、控制类专业学生学习嵌入式Linux应用开发的教材。 前 言 1. 写本书的缘由 目前，随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术也获得了越来越广阔的发展空间，与嵌入式Linux相关的需求层出不穷。由于3G行业持续升温，各大企业对嵌入式专业人才的争夺也日益激烈。在学习嵌入式Linux软件开发的过程中，很多人有陷入错综复杂困境中的痛苦，也有解决问题后豁然开朗的快乐，但更多的，可能还是辛勤的耕耘。 近来常见一些同仁在各论坛求问各种技术问题，有简单的、复杂的，有获得答案的，有多次求问仍不得其解的；同时看见身边诸多初入行业的人员，走了很多弯路，经受了许多磨难，却还是不得要领。 其实，嵌入式Linux软件开发只不过是一种应用技术，所以精通这门技术是相对容易的。它遵循“熟能生巧”的学习规律，至少在很多时候，并不需要诸如悟性之类的东西。简单地说，嵌入式Linux软件开发并不是一个无处下口的铁馒头。 说到这里，不由得想起北宋欧阳修《卖油翁》的故事。 陈康肃公尧咨善射，当世无双，公亦以此自矜。尝射于家圃，有卖油翁释担而立，睨之，久而不去。见其发矢十中八九，但微颔之。康肃问曰：“汝亦知射乎？吾射不亦精乎？”翁曰：“无他，但手熟尔。”康肃忿然曰：“尔安敢轻吾射！”翁曰：“以我酌油知之。”乃取一葫芦置于地，以钱覆其口，徐以杓酌油沥之，自钱孔入，而钱不湿。因曰：“我亦无他，惟手熟尔。”康肃笑而遣之。 “无他，但手熟尔。”这句话概括了学习应用技术的特点，不用故作深沉。 话虽如此，但应用技术都有一个特点，“奇技淫巧”一词可概之，里面花巧繁多，不可胜数。就比如学习嵌入式Linux软件开发这门技术，还是需要找到合适的门径才可登堂入室。本书提供了一个由浅入深的途径，使读者能够由茫然无知到了解，由了解到熟悉，由熟悉到精通，最后可开创自己的一片天地，能自由驰骋和飞翔。 2. 这本书适合谁 本书适合即将进入嵌入式Linux软件开发行业，或已进入嵌入式Linux软件开发行业的初、中级软件开发人员阅读。 本书除了给读者提供嵌入式Linux软件开发的一般技术外，还涉及一些高级主题，为读者进一步学习提供参考，也可以为读者解决实际问题提供直接的思路，甚至解决方案。 本书重视实践性，让读者能够饶有兴趣地跟着本书的内容尝试着实践，并将所学运用到实际工作中。 3. 需要的技术基础 为了更好地学习本书的内容，要求读者： * 熟悉C语言。虽然不要求能编写很棒的C代码，但是对C语言的熟悉会很有帮助。 * 有一些操作系统的基本知识。不要求熟悉操作系统的各方面，但是对内存、线程等术语有一定的感性认识会是很有帮助的。 * 熟悉Linux基本的操作，这是学习嵌入式Linux开发的基础。 4. 本书使用的软硬件环境 本书的写作尽量不依赖于任何具体的硬件平台，但因嵌入式的特殊性，有时候问题却实在无法避免。所以读者如果在其他平台上遇到了各种各样的问题，可借鉴本书中解决问题的思路和方法去解决这些问题，如果能够处理好，那这本书的写作目的就已经实现。 写作本书所使用的宿主机软硬件配置和开发板软硬件配置如表1~3所示。 5. 本书的组织结构 为了更好地使用本书，建议读者从第1章开始按顺序阅读本书。当然，如果对某些主题感兴趣，也可直接跳到相关的章节进行阅读。 为了防止大段大段的理论使读者望而却步，书中尽量从示例的演示开始讲解，只在必要的时候才插入必需的理论说明，以帮助读者理解。 本书代码下载地址为http://www.cnblogs.com/cbook/p/3404673.html。 6. 本书的约定 本书写作中所遵循的约定如下。 (1) 宿主机是指运行Linux开发环境的计算机，安装有交叉开发工具；主要执行程序的编制、编译等工作。 (2) 目标机是指运行嵌入式Linux的开发板或嵌入式设备。 (3) 本书暂不讲解驱动编程。因为驱动程序的编程比较复杂，同时与硬件密切相关。而且，在嵌入式产业链中，开发板厂家你方唱罢我登场的速度也很快，如果拘泥于哪个特定的开发板来演示驱动编程的实现，将会在内容的通用性方面大打折扣。 7. 其他 本书由吕雪峰、彭文波编著，参与编写工作的还有刘耀宗、万建邦、邓世健、赵晓芳。 嵌入式Linux软件开发其实包含了很广泛的内容，希望本书能起到抛砖引玉的作用。 由于篇幅有限，同时因为需要采用一个便于理解的主线来描述，以期降低理解的难度，再加上作者的知识与经验有限，因此书中难免会有疏漏或者不妥之处，欢迎通过邮件进行交流，我们将尽量为读者提供最满意的解答。本书专用QQ群为297228619，服务邮箱是winpcap@126.com。 目 录 第1章 体验嵌入式系统的魅力 1 1.1 嵌入式系统的定义 2 1.2 嵌入式系统的历史与现状 2 1.2.1 无操作系统阶段 2 1.2.2 简单操作系统阶段 3 1.2.3 实时操作系统阶段 3 1.2.4 面向Internet阶段 3 1.3 嵌入式与非嵌入式的区别 4 1.4 从事嵌入式软件开发的前景 4 1.4.1 优势 4 1.4.2 从事嵌入式软件开发的缺点 5 1.4.3 技术基本要求 6 1.5 嵌入式系统的体系结构 6 1.5.1 嵌入式处理器 6 1.5.2 嵌入式外围设备 7 1.5.3 嵌入式操作系统 8 1.5.4 嵌入式应用软件 9 1.6 ARM 9 1.7 延伸阅读：嵌入式系统面临的关键问题 10 1.8 小结 11 第2章 嵌入式Linux的前世今生 13 2.1 嵌入式Linux简介 14 2.1.1 嵌入式Linux的优势 14 2.1.2 嵌入式Linux面临的挑战 15 2.1.3 发展前景 16 2.1.4 Android 17 2.2 嵌入式Linux系统的软件组成 17 2.2.1 引导加载程序 17 2.2.2 Linux内核 18 2.2.3 文件系统 19 2.2.4 用户应用程序 21 2.3 嵌入式系统软件研发的关键技术 21 2.3.1 开发流程 21 2.3.2 交叉编译和链接 22 2.3.3 交叉调试 23 2.3.4 系统测试 25 2.4 系统启动过程 26 2.5 延伸阅读：开源、GPL与POSIX简介 28 2.5.1 开源 28 2.5.2 GPL 29 2.5.3 POSIX 30 2.6 小结 32 第3章 零基础安装虚拟机与Linux操作系统 33 3.1 VMware Workstation的安装 34 3.2 配置VMware Workstation并便捷安装Fedora 16 36 3.3 配置VMware Workstation手动安装Fedora 16 43 3.4 安装Fedora 16 47 3.5 VMware Tools的安装 52 3.6 使用已安装好操作系统的虚拟机 56 3.7 延伸阅读：打开Fedora 16的root账号 58 3.8 小结 58 第4章 快速构建嵌入式Linux开发环境 59 4.1 安装交叉编译器 60 4.1.1 安装交叉编译器 60 4.1.2 建立链接 62 4.1.3 查看交叉工具是否安装正确 63 4.2 构建开发板运行所需的环境 63 4.2.1 编译一级启动文件x-loader 63 4.2.2 编译二级启动文件U-Boot 65 4.2.3 编译内核 67 4.2.4 制作文件系统镜像 68 4.3 更新系统文件 69 4.3.1 更新文件从SD卡启动 69 4.3.2 更新文件从NAND Flash启动 70 4.4 小结 77 第5章 配置串口通信工具 79 5.1 配置Windows XP的超级终端 80 5.2 串口信息的捕获 82 5.3 在Linux中配置Minicom 84 5.4 小结 88 第6章 配置NFS文件系统服务 89 6.1 查看宿主机上的安装包 90 6.2 配置网络文件系统NFS 91 6.3 启动NFS服务 91 6.3.1 在Fedora 16下面运行service nfs start命令失败 91 6.3.2 在Fedora 16下面运行service nfs-server start失败 92 6.4 本机测试NFS 94 6.5 在开发板上测试NFS 94 6.5.1 常见的测试过程 94 6.5.2 NFS无法挂载的问题分析 95 6.6 小结 96 第7章 开始编写第一个程序 97 7.1 在宿主机上编写第一个程序 98 7.2 编写开发板上的上第一个程序 99 7.3 小结 102 第8章 Linux开发入门必备私房菜 103 8.1 程序安装目录 104 8.2 头文件 104 8.3 库文件 104 8.4 gcc简介 106 8.5 make简介 107 8.6 小结 109 第9章 Shell：用户与Linux沟通的桥梁 111 9.1 Shell是如何工作的 112 9.2 Shell的“兄弟姐妹” 113 9.3 必须熟悉的Shell命令 114 9.3.1 命令行 114 9.3.2 选项和参数 115 9.3.3 命令行特征 116 9.4 理解Shell中的特殊字符 116 9.4.1 通配符 116 9.4.2 引号 118 9.4.3 注释符 119 9.5 畅通交流：标准输入/输出和重定向 120 9.5.1 标准输入与输出 120 9.5.2 输入重定向 121 9.5.3 输出重定向 122 9.5.4 管道 124 9.6 命令替换 124 9.7 实战体验：在Bash中的操作 125 9.7.1 命令和文件名扩展特性 125 9.7.2 命令行编辑 126 9.7.3 命令历史 126 9.7.4 命令别名 128 9.8 定制Bash 129 9.9 小结 129 第10章 文本编辑利器Vi 131 10.1 Vi简介 132 10.1.1 命令行模式 132 10.1.2 文本输入模式 132 10.1.3 末行模式 132 10.1.4 模式之间的切换 133 10.2 Vi的进入与退出 133 10.2.1 Vi的进入 133 10.2.2 退出Vi 134 10.3 Vi中的行号 135 10.4 光标移动操作 136 10.5 按字移动光标 138 10.5.1 w和W命令 138 10.5.2 e和E命令 139 10.5.3 b和B命令 139 10.6 屏幕滚动 139 10.6.1 滚屏命令 139 10.6.2 分页命令 139 10.6.3 状态命令 140 10.7 屏幕调零命令 140 10.8 文本插入操作 140 10.8.1 插入(Insert)命令 140 10.8.2 打开(open)命令 141 10.9 文本修改 142 10.9.1 文本删除 142 10.9.2 取消上一命令(Undo) 143 10.9.3 重复命令(Redo) 144 10.10 实现替换功能 145 10.11 小结 145 第11章 应知应会的基本函数 147 11.1 文件操作函数 148 11.1.1 文件的创建与打开操作 148 11.1.2 对文件进行读写 149 11.1.3 文件的关闭操作 150 11.1.4 改变文件读写偏移位置： lseek() 150 11.1.5 实例：文件的打开关闭、读写 与设置文件读写指针 151 11.1.6 文件描述符和流 152 11.1.7 文件控制操作函数fcntl() 154 11.1.8 控制设备文件参数的函数 ioctl() 154 11.1.9 文件的权限修改 154 11.1.10 文件的属主与组群修改 156 11.1.11 获得文件的状态 157 11.1.12 文件的其他操作 160 11.2 目录操作 161 11.2.1 创建和删除目录的函数 161 11.2.2 打开目录 161 11.2.3 读取目录 162 11.2.4 关闭目录 163 11.2.5 改变工作目录的函数 163 11.2.6 取得当前的工作目录 163 11.2.7 实例：文件列表程序 164 11.3 建立临时文件 165 11.4 获取进程号 170 11.5 获取节点信息 170 11.6 小结 173 第12章 时间问题的处理 175 12.1 时钟类型 176 12.1.1 硬件时钟 176 12.1.2 系统时钟 176 12.1.3 系统时钟与硬件时钟的关系 176 12.2 UTC、CST与GMT 176 12.3 Linux下常用的时间类型 177 12.3.1 time_t时间类型 177 12.3.2 struct tm时间类型 177 12.3.3 struct timeval时间类型 178 12.3.4 struct timespec时间类型 178 12.3.5 struct timezone 179 12.3.6 获得自Epoch以来的秒数 179 12.4 获得与修改系统时间 180 12.5 时间格式转换 182 12.5.1 asctime函数 182 12.5.2 ctime函数 183 12.5.3 gmtime函数 184 12.5.4 localtime函数 185 12.5.5 mktime函数 186 12.6 使线程睡眠的时间函数 186 12.6.1 sleep函数 186 12.6.2 usleep函数 188 12.6.3 nanosleep函数 189 12.6.4 示例：为nanosleep()函数指定秒数和纳秒数 190 12.6.5 alarm函数 192 12.7 延伸阅读：其他函数 193 12.8 小结 194 第13章 简单的网络编程实战 195 13.1 基础知识 196 13.1.1 C/S与B/S结构 196 13.1.2 UDP/TCP协议 197 13.1.3 什么是Socket 198 13.2 UDP套接字编程实例 198 13.2.1 服务端 198 13.2.2 客户端 200 13.2.3 编译 202 13.2.4 运行结果 203 13.2.5 使用Wireshark捕获数据包 203 13.2.6 UDP套接字网络编程涉及的系统调用过程 204 13.2.7 建立Socket 206 13.2.8 配置Socket 206 13.2.9 数据传输 208 13.2.10 延伸阅读：关闭Socket 209 13.3 TCP套接字编程实例 209 13.3.1 服务端 209 13.3.2 客户端 212 13.3.3 编译 214 13.3.4 运行结果 214 13.3.5 使用Wireshark捕获数据包 215 13.3.6 TCP套接字网络编程所涉及的系统函数 216 13.3.7 建立连接 217 13.3.8 数据传输 219 13.4 小结 220 第14章 简单的线程操作实战 221 14.1 为何嵌入式系统中进程不再是重点 222 14.1.1 进程与线程 222 14.1.2 线程的优势 222 14.1.3 我们的问题 223 14.1.4 进程通信的统一方式：Socket通信 224 14.1.5 简单的线程操作 224 14.2 创建线程 227 14.3 获得本线程的标识符 228 14.4 结束线程 228 14.5 延伸阅读：操作线程共享变量 229 14.6 小结 232 第15章 重点剖析：线程同步实例 233 15.1 互斥锁 234 15.1.1 再谈线程共享变量的操作 235 15.1.2 互斥锁的创建 237 15.1.3 互斥锁的销毁 238 15.1.4 互斥锁的操作 238 15.2 读写锁 239 15.2.1 读写锁实例 239 15.2.2 读写锁的创建 241 15.2.3 获取读写锁中的读锁 242 15.2.4 获取读写锁中的写锁 243 15.2.5 解除锁定的读写锁 243 15.2.6 销毁读写锁 244 15.3 条件变量 245 15.3.1 忙等待 245 15.3.2 条件变量 247 15.3.3 条件变量的创建 249 15.3.4 条件变量的销毁 249 15.3.5 条件变量的等待和激发 249 15.3.6 互斥锁和条件变量的结合使用 250 15.4 线程死锁 253 15.5 延伸阅读：解决死锁的方法 255 15.5.1 解决方法一 255 15.5.2 解决方法二 256 15.6 小结 258 第16章 进阶私房菜：再谈线程 259 16.1 线程参数的传递 260 16.1.1 单个参数传递 260 16.1.2 多个参数传递 261 16.2 线程私有数据 263 16.2.1 创建key 266 16.2.2 删除key 267 16.2.3 读写key 267 16.3 修改线程属性 267 16.3.1 可以修改的线程属性 268 16.3.2 修改线程参数示例 271 16.4 延伸阅读：线程池 275 16.4.1 为什么需要线程池 275 16.4.2 构建线程池框架 276 16.4.3 简单的线程池示例 276 16.5 小结 285 第17章 进阶私房菜：再谈网络编程 287 17.1 对SIGPIPE信号的处理 288 17.1.1 示例1：SIGPIPE信号的默认处理 288 17.1.2 示例2：重定义SIGPIPE信号的默认动作 293 17.1.3 示例3：忽略SIGPIPE信号 295 17.1.4 示例4：直接使用MSG_NOSIGNAL标识 296 17.2 修改Socket缓冲区的大小 297 17.2.1 setsockopt函数与getsockopt函数 297 17.2.2 示例：修改Socket缓冲区的大小 299 17.3 检测服务器与客户端的连接是否有效 302 17.4 服务器的多线程处理 304 17.4.1 客户端 305 17.4.2 服务器 309 17.5 延伸阅读：重新bind 312 17.5.1 TIME_WAIT的两个作用 312 17.5.2 如何结束TIME_WAIT状态 313 17.5.3 实现可立即重启的服务器 314 17.6 小结 315 第18章 重点突破：网络编程的字节流处理 317 18.1 面向字节流的分包问题 318 18.1.1 数据包的常见结构 318 18.1.2 线程间数据的交互——环形缓冲区的实现 319 18.1.3 环形缓冲区 319 18.1.4 封包与解包 328 18.1.5 网络整合使用实例 329 18.1.6 错误数据包的测试 335 18.2 再谈生产者与消费者的示例 346 18.3 小结 352 第19章 嵌入式B/S架构开发要点 353 19.1 几种嵌入式Web服务器的比较 354 19.1.1 Boa 354 19.1.2 thttpd 354 19.1.3 Mini_httpd 355 19.1.4 Mongoose 355 19.1.5 Lighttpd 356 19.1.6 AppWeb 356 19.1.7 Apache 357 19.2 Boa简介 357 19.3 移植与测试Boa的环境配置 358 19.4 Boa的移植 358 19.4.1 下载源代码 358 19.4.2 编译 358 19.4.3 安装到开发板的Linux文件系统 360 19.4.4 配置 361 19.4.5 测试 361 19.5 使用CGI 363 19.5.1 简介 363 19.5.2 配置目标板文件系统 363 19.5.3 编写HelloCGI.c程序 364 19.5.4 交叉编译 364 19.5.5 测试 364 19.6 复杂网页测试 367 19.6.1 设置目标板文件系统/var/www的目录结构 367 19.6.2 编制index.html 368 19.6.3 测试 369 19.7 小结 371 第20章 SQLite数据库移植与实战 373 20.1 SQLite的特性 374 20.2 SQLite的移植过程 374 20.2.1 移植的环境 374 20.2.2 移植步骤 375 20.3 如何使用Linux C操作SQLite 376 20.4 数据库的并发访问 379 20.5 小结 384 附录A 网络分析工具Wireshark的使用 385
内容简介 本书结合作者10多年的培训和实践经验，通过简明扼要的语言，以及实用的案例与方法，对嵌入式Linux应用开发中的关键技术点进行了深入浅出的讲解。全书分为基础篇、应用进阶篇和实战提高篇。 本书内容从最简单的案例开始，始终保持实用、易懂的风格，每个章节都设置了实践操作案例，能够帮助读者快速掌握嵌入式Linux应用软件的开发技能。 本书主要面向对嵌入式Linux应用软件开发感兴趣的初学者，或需要进一步提升技能的开发者，也可作为高等院校计算机类、电子电气类、控制类专业学生学习嵌入式Linux应用开发的教材。 前 言 1. 写本书的缘由 目前，随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术也获得了越来越广阔的发展空间，与嵌入式Linux相关的需求层出不穷。由于3G行业持续升温，各大企业对嵌入式专业人才的争夺也日益激烈。在学习嵌入式Linux软件开发的过程中，很多人有陷入错综复杂困境中的痛苦，也有解决问题后豁然开朗的快乐，但更多的，可能还是辛勤的耕耘。 近来常见一些同仁在各论坛求问各种技术问题，有简单的、复杂的，有获得答案的，有多次求问仍不得其解的；同时看见身边诸多初入行业的人员，走了很多弯路，经受了许多磨难，却还是不得要领。 其实，嵌入式Linux软件开发只不过是一种应用技术，所以精通这门技术是相对容易的。它遵循“熟能生巧”的学习规律，至少在很多时候，并不需要诸如悟性之类的东西。简单地说，嵌入式Linux软件开发并不是一个无处下口的铁馒头。 说到这里，不由得想起北宋欧阳修《卖油翁》的故事。 陈康肃公尧咨善射，当世无双，公亦以此自矜。尝射于家圃，有卖油翁释担而立，睨之，久而不去。见其发矢十中八九，但微颔之。康肃问曰：“汝亦知射乎？吾射不亦精乎？”翁曰：“无他，但手熟尔。”康肃忿然曰：“尔安敢轻吾射！”翁曰：“以我酌油知之。”乃取一葫芦置于地，以钱覆其口，徐以杓酌油沥之，自钱孔入，而钱不湿。因曰：“我亦无他，惟手熟尔。”康肃笑而遣之。 “无他，但手熟尔。”这句话概括了学习应用技术的特点，不用故作深沉。 话虽如此，但应用技术都有一个特点，“奇技淫巧”一词可概之，里面花巧繁多，不可胜数。就比如学习嵌入式Linux软件开发这门技术，还是需要找到合适的门径才可登堂入室。本书提供了一个由浅入深的途径，使读者能够由茫然无知到了解，由了解到熟悉，由熟悉到精通，最后可开创自己的一片天地，能自由驰骋和飞翔。 2. 这本书适合谁 本书适合即将进入嵌入式Linux软件开发行业，或已进入嵌入式Linux软件开发行业的初、中级软件开发人员阅读。 本书除了给读者提供嵌入式Linux软件开发的一般技术外，还涉及一些高级主题，为读者进一步学习提供参考，也可以为读者解决实际问题提供直接的思路，甚至解决方案。 本书重视实践性，让读者能够饶有兴趣地跟着本书的内容尝试着实践，并将所学运用到实际工作中。 3. 需要的技术基础 为了更好地学习本书的内容，要求读者： * 熟悉C语言。虽然不要求能编写很棒的C代码，但是对C语言的熟悉会很有帮助。 * 有一些操作系统的基本知识。不要求熟悉操作系统的各方面，但是对内存、线程等术语有一定的感性认识会是很有帮助的。 * 熟悉Linux基本的操作，这是学习嵌入式Linux开发的基础。 4. 本书使用的软硬件环境 本书的写作尽量不依赖于任何具体的硬件平台，但因嵌入式的特殊性，有时候问题却实在无法避免。所以读者如果在其他平台上遇到了各种各样的问题，可借鉴本书中解决问题的思路和方法去解决这些问题，如果能够处理好，那这本书的写作目的就已经实现。 写作本书所使用的宿主机软硬件配置和开发板软硬件配置如表1~3所示。 5. 本书的组织结构 为了更好地使用本书，建议读者从第1章开始按顺序阅读本书。当然，如果对某些主题感兴趣，也可直接跳到相关的章节进行阅读。 为了防止大段大段的理论使读者望而却步，书中尽量从示例的演示开始讲解，只在必要的时候才插入必需的理论说明，以帮助读者理解。 本书代码下载地址为http://www.cnblogs.com/cbook/p/3404673.html。 6. 本书的约定 本书写作中所遵循的约定如下。 (1) 宿主机是指运行Linux开发环境的计算机，安装有交叉开发工具；主要执行程序的编制、编译等工作。 (2) 目标机是指运行嵌入式Linux的开发板或嵌入式设备。 (3) 本书暂不讲解驱动编程。因为驱动程序的编程比较复杂，同时与硬件密切相关。而且，在嵌入式产业链中，开发板厂家你方唱罢我登场的速度也很快，如果拘泥于哪个特定的开发板来演示驱动编程的实现，将会在内容的通用性方面大打折扣。 7. 其他 本书由吕雪峰、彭文波编著，参与编写工作的还有刘耀宗、万建邦、邓世健、赵晓芳。 嵌入式Linux软件开发其实包含了很广泛的内容，希望本书能起到抛砖引玉的作用。 由于篇幅有限，同时因为需要采用一个便于理解的主线来描述，以期降低理解的难度，再加上作者的知识与经验有限，因此书中难免会有疏漏或者不妥之处，欢迎通过邮件进行交流，我们将尽量为读者提供最满意的解答。本书专用QQ群为297228619，服务邮箱是winpcap@126.com。 目 录 第1章 体验嵌入式系统的魅力 1 1.1 嵌入式系统的定义 2 1.2 嵌入式系统的历史与现状 2 1.2.1 无操作系统阶段 2 1.2.2 简单操作系统阶段 3 1.2.3 实时操作系统阶段 3 1.2.4 面向Internet阶段 3 1.3 嵌入式与非嵌入式的区别 4 1.4 从事嵌入式软件开发的前景 4 1.4.1 优势 4 1.4.2 从事嵌入式软件开发的缺点 5 1.4.3 技术基本要求 6 1.5 嵌入式系统的体系结构 6 1.5.1 嵌入式处理器 6 1.5.2 嵌入式外围设备 7 1.5.3 嵌入式操作系统 8 1.5.4 嵌入式应用软件 9 1.6 ARM 9 1.7 延伸阅读：嵌入式系统面临的关键问题 10 1.8 小结 11 第2章 嵌入式Linux的前世今生 13 2.1 嵌入式Linux简介 14 2.1.1 嵌入式Linux的优势 14 2.1.2 嵌入式Linux面临的挑战 15 2.1.3 发展前景 16 2.1.4 Android 17 2.2 嵌入式Linux系统的软件组成 17 2.2.1 引导加载程序 17 2.2.2 Linux内核 18 2.2.3 文件系统 19 2.2.4 用户应用程序 21 2.3 嵌入式系统软件研发的关键技术 21 2.3.1 开发流程 21 2.3.2 交叉编译和链接 22 2.3.3 交叉调试 23 2.3.4 系统测试 25 2.4 系统启动过程 26 2.5 延伸阅读：开源、GPL与POSIX简介 28 2.5.1 开源 28 2.5.2 GPL 29 2.5.3 POSIX 30 2.6 小结 32 第3章 零基础安装虚拟机与Linux操作系统 33 3.1 VMware Workstation的安装 34 3.2 配置VMware Workstation并便捷安装Fedora 16 36 3.3 配置VMware Workstation手动安装Fedora 16 43 3.4 安装Fedora 16 47 3.5 VMware Tools的安装 52 3.6 使用已安装好操作系统的虚拟机 56 3.7 延伸阅读：打开Fedora 16的root账号 58 3.8 小结 58 第4章 快速构建嵌入式Linux开发环境 59 4.1 安装交叉编译器 60 4.1.1 安装交叉编译器 60 4.1.2 建立链接 62 4.1.3 查看交叉工具是否安装正确 63 4.2 构建开发板运行所需的环境 63 4.2.1 编译一级启动文件x-loader 63 4.2.2 编译二级启动文件U-Boot 65 4.2.3 编译内核 67 4.2.4 制作文件系统镜像 68 4.3 更新系统文件 69 4.3.1 更新文件从SD卡启动 69 4.3.2 更新文件从NAND Flash启动 70 4.4 小结 77 第5章 配置串口通信工具 79 5.1 配置Windows XP的超级终端 80 5.2 串口信息的捕获 82 5.3 在Linux中配置Minicom 84 5.4 小结 88 第6章 配置NFS文件系统服务 89 6.1 查看宿主机上的安装包 90 6.2 配置网络文件系统NFS 91 6.3 启动NFS服务 91 6.3.1 在Fedora 16下面运行service nfs start命令失败 91 6.3.2 在Fedora 16下面运行service nfs-server start失败 92 6.4 本机测试NFS 94 6.5 在开发板上测试NFS 94 6.5.1 常见的测试过程 94 6.5.2 NFS无法挂载的问题分析 95 6.6 小结 96 第7章 开始编写第一个程序 97 7.1 在宿主机上编写第一个程序 98 7.2 编写开发板上的上第一个程序 99 7.3 小结 102 第8章 Linux开发入门必备私房菜 103 8.1 程序安装目录 104 8.2 头文件 104 8.3 库文件 104 8.4 gcc简介 106 8.5 make简介 107 8.6 小结 109 第9章 Shell：用户与Linux沟通的桥梁 111 9.1 Shell是如何工作的 112 9.2 Shell的“兄弟姐妹” 113 9.3 必须熟悉的Shell命令 114 9.3.1 命令行 114 9.3.2 选项和参数 115 9.3.3 命令行特征 116 9.4 理解Shell中的特殊字符 116 9.4.1 通配符 116 9.4.2 引号 118 9.4.3 注释符 119 9.5 畅通交流：标准输入/输出和重定向 120 9.5.1 标准输入与输出 120 9.5.2 输入重定向 121 9.5.3 输出重定向 122 9.5.4 管道 124 9.6 命令替换 124 9.7 实战体验：在Bash中的操作 125 9.7.1 命令和文件名扩展特性 125 9.7.2 命令行编辑 126 9.7.3 命令历史 126 9.7.4 命令别名 128 9.8 定制Bash 129 9.9 小结 129 第10章 文本编辑利器Vi 131 10.1 Vi简介 132 10.1.1 命令行模式 132 10.1.2 文本输入模式 132 10.1.3 末行模式 132 10.1.4 模式之间的切换 133 10.2 Vi的进入与退出 133 10.2.1 Vi的进入 133 10.2.2 退出Vi 134 10.3 Vi中的行号 135 10.4 光标移动操作 136 10.5 按字移动光标 138 10.5.1 w和W命令 138 10.5.2 e和E命令 139 10.5.3 b和B命令 139 10.6 屏幕滚动 139 10.6.1 滚屏命令 139 10.6.2 分页命令 139 10.6.3 状态命令 140 10.7 屏幕调零命令 140 10.8 文本插入操作 140 10.8.1 插入(Insert)命令 140 10.8.2 打开(open)命令 141 10.9 文本修改 142 10.9.1 文本删除 142 10.9.2 取消上一命令(Undo) 143 10.9.3 重复命令(Redo) 144 10.10 实现替换功能 145 10.11 小结 145 第11章 应知应会的基本函数 147 11.1 文件操作函数 148 11.1.1 文件的创建与打开操作 148 11.1.2 对文件进行读写 149 11.1.3 文件的关闭操作 150 11.1.4 改变文件读写偏移位置： lseek() 150 11.1.5 实例：文件的打开关闭、读写 与设置文件读写指针 151 11.1.6 文件描述符和流 152 11.1.7 文件控制操作函数fcntl() 154 11.1.8 控制设备文件参数的函数 ioctl() 154 11.1.9 文件的权限修改 154 11.1.10 文件的属主与组群修改 156 11.1.11 获得文件的状态 157 11.1.12 文件的其他操作 160 11.2 目录操作 161 11.2.1 创建和删除目录的函数 161 11.2.2 打开目录 161 11.2.3 读取目录 162 11.2.4 关闭目录 163 11.2.5 改变工作目录的函数 163 11.2.6 取得当前的工作目录 163 11.2.7 实例：文件列表程序 164 11.3 建立临时文件 165 11.4 获取进程号 170 11.5 获取节点信息 170 11.6 小结 173 第12章 时间问题的处理 175 12.1 时钟类型 176 12.1.1 硬件时钟 176 12.1.2 系统时钟 176 12.1.3 系统时钟与硬件时钟的关系 176 12.2 UTC、CST与GMT 176 12.3 Linux下常用的时间类型 177 12.3.1 time_t时间类型 177 12.3.2 struct tm时间类型 177 12.3.3 struct timeval时间类型 178 12.3.4 struct timespec时间类型 178 12.3.5 struct timezone 179 12.3.6 获得自Epoch以来的秒数 179 12.4 获得与修改系统时间 180 12.5 时间格式转换 182 12.5.1 asctime函数 182 12.5.2 ctime函数 183 12.5.3 gmtime函数 184 12.5.4 localtime函数 185 12.5.5 mktime函数 186 12.6 使线程睡眠的时间函数 186 12.6.1 sleep函数 186 12.6.2 usleep函数 188 12.6.3 nanosleep函数 189 12.6.4 示例：为nanosleep()函数指定秒数和纳秒数 190 12.6.5 alarm函数 192 12.7 延伸阅读：其他函数 193 12.8 小结 194 第13章 简单的网络编程实战 195 13.1 基础知识 196 13.1.1 C/S与B/S结构 196 13.1.2 UDP/TCP协议 197 13.1.3 什么是Socket 198 13.2 UDP套接字编程实例 198 13.2.1 服务端 198 13.2.2 客户端 200 13.2.3 编译 202 13.2.4 运行结果 203 13.2.5 使用Wireshark捕获数据包 203 13.2.6 UDP套接字网络编程涉及的系统调用过程 204 13.2.7 建立Socket 206 13.2.8 配置Socket 206 13.2.9 数据传输 208 13.2.10 延伸阅读：关闭Socket 209 13.3 TCP套接字编程实例 209 13.3.1 服务端 209 13.3.2 客户端 212 13.3.3 编译 214 13.3.4 运行结果 214 13.3.5 使用Wireshark捕获数据包 215 13.3.6 TCP套接字网络编程所涉及的系统函数 216 13.3.7 建立连接 217 13.3.8 数据传输 219 13.4 小结 220 第14章 简单的线程操作实战 221 14.1 为何嵌入式系统中进程不再是重点 222 14.1.1 进程与线程 222 14.1.2 线程的优势 222 14.1.3 我们的问题 223 14.1.4 进程通信的统一方式：Socket通信 224 14.1.5 简单的线程操作 224 14.2 创建线程 227 14.3 获得本线程的标识符 228 14.4 结束线程 228 14.5 延伸阅读：操作线程共享变量 229 14.6 小结 232 第15章 重点剖析：线程同步实例 233 15.1 互斥锁 234 15.1.1 再谈线程共享变量的操作 235 15.1.2 互斥锁的创建 237 15.1.3 互斥锁的销毁 238 15.1.4 互斥锁的操作 238 15.2 读写锁 239 15.2.1 读写锁实例 239 15.2.2 读写锁的创建 241 15.2.3 获取读写锁中的读锁 242 15.2.4 获取读写锁中的写锁 243 15.2.5 解除锁定的读写锁 243 15.2.6 销毁读写锁 244 15.3 条件变量 245 15.3.1 忙等待 245 15.3.2 条件变量 247 15.3.3 条件变量的创建 249 15.3.4 条件变量的销毁 249 15.3.5 条件变量的等待和激发 249 15.3.6 互斥锁和条件变量的结合使用 250 15.4 线程死锁 253 15.5 延伸阅读：解决死锁的方法 255 15.5.1 解决方法一 255 15.5.2 解决方法二 256 15.6 小结 258 第16章 进阶私房菜：再谈线程 259 16.1 线程参数的传递 260 16.1.1 单个参数传递 260 16.1.2 多个参数传递 261 16.2 线程私有数据 263 16.2.1 创建key 266 16.2.2 删除key 267 16.2.3 读写key 267 16.3 修改线程属性 267 16.3.1 可以修改的线程属性 268 16.3.2 修改线程参数示例 271 16.4 延伸阅读：线程池 275 16.4.1 为什么需要线程池 275 16.4.2 构建线程池框架 276 16.4.3 简单的线程池示例 276 16.5 小结 285 第17章 进阶私房菜：再谈网络编程 287 17.1 对SIGPIPE信号的处理 288 17.1.1 示例1：SIGPIPE信号的默认处理 288 17.1.2 示例2：重定义SIGPIPE信号的默认动作 293 17.1.3 示例3：忽略SIGPIPE信号 295 17.1.4 示例4：直接使用MSG_NOSIGNAL标识 296 17.2 修改Socket缓冲区的大小 297 17.2.1 setsockopt函数与getsockopt函数 297 17.2.2 示例：修改Socket缓冲区的大小 299 17.3 检测服务器与客户端的连接是否有效 302 17.4 服务器的多线程处理 304 17.4.1 客户端 305 17.4.2 服务器 309 17.5 延伸阅读：重新bind 312 17.5.1 TIME_WAIT的两个作用 312 17.5.2 如何结束TIME_WAIT状态 313 17.5.3 实现可立即重启的服务器 314 17.6 小结 315 第18章 重点突破：网络编程的字节流处理 317 18.1 面向字节流的分包问题 318 18.1.1 数据包的常见结构 318 18.1.2 线程间数据的交互——环形缓冲区的实现 319 18.1.3 环形缓冲区 319 18.1.4 封包与解包 328 18.1.5 网络整合使用实例 329 18.1.6 错误数据包的测试 335 18.2 再谈生产者与消费者的示例 346 18.3 小结 352 第19章 嵌入式B/S架构开发要点 353 19.1 几种嵌入式Web服务器的比较 354 19.1.1 Boa 354 19.1.2 thttpd 354 19.1.3 Mini_httpd 355 19.1.4 Mongoose 355 19.1.5 Lighttpd 356 19.1.6 AppWeb 356 19.1.7 Apache 357 19.2 Boa简介 357 19.3 移植与测试Boa的环境配置 358 19.4 Boa的移植 358 19.4.1 下载源代码 358 19.4.2 编译 358 19.4.3 安装到开发板的Linux文件系统 360 19.4.4 配置 361 19.4.5 测试 361 19.5 使用CGI 363 19.5.1 简介 363 19.5.2 配置目标板文件系统 363 19.5.3 编写HelloCGI.c程序 364 19.5.4 交叉编译 364 19.5.5 测试 364 19.6 复杂网页测试 367 19.6.1 设置目标板文件系统/var/www的目录结构 367 19.6.2 编制index.html 368 19.6.3 测试 369 19.7 小结 371 第20章 SQLite数据库移植与实战 373 20.1 SQLite的特性 374 20.2 SQLite的移植过程 374 20.2.1 移植的环境 374 20.2.2 移植步骤 375 20.3 如何使用Linux C操作SQLite 376 20.4 数据库的并发访问 379 20.5 小结 384 附录A 网络分析工具Wireshark的使用 385
