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第1部分 嵌入式开发必备基础1

第1章 软件开发基础1

1.1 嵌入式环境下的C语言使用技巧1

1.1.1 重要的位（bit）操作1

1.1.2 正确使用数据指针2

1.1.3 函数等价于指令的集合3

1.1.4 操作有限的存储空间4

1.1.5 理解栈空间（Stack）和堆空间（Heap）5

1.1.6 关键词const的使用6

1.1.7 关键词volatile7

1.1.8 处理器字长与内存位宽不一致处理7

1.1.9 struct{}结构体的使用8

1.2 ARM汇编语言10

1.2.1 学习方法介绍10

1.2.2 ARM微处理器的指令的分类与格式11

1.2.3 指令的条件域12

1.2.4 指令的寻址方式12

1.2.5 ARM汇编的指令分类讲解及示例14

1.2.6 GNUARM汇编的格式29

1.3 ARM汇编和C语言的混合编程的实例30

1.3.1 在C语言程序中内嵌汇编实例30

1.3.2 在汇编中使用C语言程序定义的全局变量实例31

1.3.3 在C语言程序中调用汇编的函数实例32

1.3.4 在汇编中调用C语言的函数实例33

1.4 本章小结33

第2章 嵌入式开发的软件结构35

2.1 轮询方式的嵌入式软件结构及实例35

2.2 带中断处理的软件结构及实例37

2.2.1 中断37

2.2.2 中断处理程序及中断向量38

2.2.3 软件结构及实例40

2.3 本章小结42

第3章 嵌入式操作系统43

3.1 嵌入式操作系统概述43

3.1.1 嵌入式操作系统的发展43

3.1.2 嵌入式操作系统选型44

3.1.3 几种典型的嵌入式操作系统45

3.2 嵌入式操作系统的重要概念47

3.2.1 代码的临界区47

3.2.2 进程及进程结构体48

3.2.3 进程的状态51

3.2.4 可剥夺的内核51

3.3 进程调度程序实例解析52

3.3.1 基于映射表（Mapping Table）的μC/OSII进程调度程序实例解析52

3.3.2 Linux2.6.X的0（1）进程调度程序实例解析54

3.4 嵌入式文件系统实例57

3.4.1 yaffs文件系统数据在NAND上的存储方式58

3.4.2 SuperBlock结构59

3.4.3 文件在内存中的组织方式59

3.4.4 yaffs2文件系统实例解析60

3.5 板级支持包（BSP）72

3.6 本章小结74

第4章 嵌入式开发的硬件基础75

4.1 常用的电子元器件75

4.1.1 电阻76

4.1.2 电容77

4.1.3 二极管77

4.1.4 电感77

4.1.5 三极管78

4.1.6 运算放大器79

4.2 IC与硬件框图分析80

4.2.1 IC及封装方式80

4.2.2 电路框图及分析81

4.3 嵌入式处理器86

4.4 S3C2410/2440处理器介绍90

4.5 ARM嵌入式微处理器的选型91

4.6 本章小结92

第2部分 μC/OSⅡ嵌入式开发93

第5章 μC/OSⅡ开发基础93

5.1 嵌入式实时操作系统93

5.2 μC/OSⅡ开发要点及程序框架95

5.2.1 任务设计结构95

5.2.2 重要的μC/OSⅡ函数96

5.2.3 μC/OSⅡ的多任务机制98

5.3 μC/OSⅡ的启动初始化过程实例解析99

5.4 本章小结100

第6章 μC/OSⅡ的移植及应用实例101

6.1 ARM平台的μC/OSⅡ移植实例101

6.1.1 移植需要的文件101

6.1.2 移植文件代码分析102

6.2 基于μC/OSH的网络协议栈Lwip移植实例109

6.2.1 Lwip简介110

6.2.2 Lwip的进程模型（process model）110

6.2.3 移植Lwip到μC/OSⅡ实例111

6.3 μC/OSⅡ的系统优化118

6.3.1 任务切换要保存的数据119

6.3.2 C语言编译器中变量在堆栈中的位置119

6.3.3 μC/OSII对任务栈的处理方法与缺陷119

6.3.4 共用空间的堆栈处理方法120

6.4 本章小结122

第3部分 嵌入式Linux开发123

第7章 嵌入式Linux开发基础123

7.1 使用开发套件提供的编译环境123

7.1.1 Linux的交叉编译器123

7.1.2 使用开发套件提供的交叉编译环境124

7.2 自建交叉编译环境128

7.2.1 设置环境变量，准备源码及相关补丁128

7.2.2 准备源码包128

7.2.3 准备补丁128

7.2.4 编译GNU binutils129

7.2.5 准备内核头文件129

7.2.6 译编glibc头文件129

7.2.7 编译gcc第一阶段130

7.2.8 编译完整的gcc131

7.2.9 GNU交叉工具链的下载131

7.3 GNU交叉工具链的介绍与使用131

7.4 编译和配置BootLoader132

7.4.1 什么是BootLoader132

7.4.2 BootLoader启动方式132

7.4.3 常见的BootLoader134

7.4.4 vivi的编译与配置134

7.4.5 U-Boot的编译与配置137

7.5 Makefile文件及编写实例139

7.5.1 什么是Makefile139

7.5.2 程序的编译及链接140

7.5.3 Makefile编写要点141

7.5.4 Makefile的实例145

7.5.5 Makefile的编写规则147

7.5.6 Makefile中命令的编写实例153

7.5.7 正确在Makefile中使用变量156

7.5.8 使用条件判断162

7.5.9 make命令的执行165

7.6 本章小结168

第8章 嵌入式Linux系统的驱动程序开发169

8.1 Linux内核简介169

8.2 Linux重要的内核机制171

8.2.1 Linux的时钟机制171

8.2.2 Linux的软中断机制177

8.3 Linux的内核模块181

8.3.1 什么是内核模块（Kemel Model)181

8.3.2 内核模块编写方法181

8.3.3 内核模块实例183

8.3.4 内核模块常用的资源184

8.4 Linux驱动程序开发概要及基本流程186

8.5 字符设备驱动开发及实例192

8.5.1 LED的驱动程序实例192

8.5.2 键盘驱动程序实例194

8.5.3 串口驱动程序实例199

8.6 音频设备驱动开发及实例202

8.6.1 数字音频介绍202

8.6.2 音频信号的硬件接口203

8.6.3 Linux音频的编程接口204

8.6.4 Linux OSS音频设备驱动实例说明207

8.7 网络设备驱动开发及实例215

8.7.1 Linux核心数据结构sk_buff{}215

8.7.2 Linux核心数据结构net_device{}221

8.7.3 Linux网络驱动设计流程及开发实例228

8.8 Nand Flash驱动程序的编写实例235

8.8.1 Nand Flash原理介绍235

8.8.2 Nand Flash的驱动程序编写237

8.9 本章小结244

第9章 嵌入式Linux的Qt开发245

9.1 Qt/Embedded和Qtopia简介245

9.2 建立Qt/Embedded的开发环境246

9.2.1 安装与建立Qt桌面运行环境246

9.2.2 对Qt/Embedded进行交叉编译248

9.2.3 建立本机Qtopia虚拟平台250

9.3 Qt程序设计基础及简单实例251

9.3.1 Qt程序的简单例子251

9.3.2 连接信号和响应函数252

9.3.3 排列控件253

9.3.4 建立对话框254

9.3.5 主窗口的创建257

9.4 Qt的信号和槽机制及实例260

9.4.1 信号和槽机制概述260

9.4.2 信号（signals）260

9.4.3 槽（slots）261

9.4.4 连接信号和槽261

9.4.5 元对象工具介绍263

9.4.6 信号和槽实例解析263

9.4.7 使用信号和槽之注意事项265

9.5 Qt的显示机制分析267

9.6 本章小结272

第10章 嵌入式Linux系统的网络协议栈273

10.1 TCP/IP协议及Linux协议栈概述273

10.1.1 TCP/IP协议概述273

10.1.2 Linux的网络协议栈274

10.2 ARP协议的实例276

10.3 IP协议及路由机制的实例283

10.3.1 数据结构分类283

10.3.2 邻接表（Neighbor Table）283

10.3.3 对路由缓存的分析285

10.3.4 网络层的重要函数285

10.3.5 IP层的辅助函数讨论307

10.4 Linux网络的QoS的支持308

10.4.1 Linux对QoS支持概述308

10.4.2 QoS重要数据结构309

10.4.3 QoS队列策略FIFO的分析310

10.4.4 复杂的QoS队列策略Token-Bucket Filter的分析313

10.4.5 注册一个QoS_Ps319

10.4.6 创建一个Qdisc结构319

10.5 ICMP协议的实例分析323

10.5.1 重要的数据结构323

10.5.2 发送一个ICMP报文324

10.5.3 接收一个ICMP报文327

10.5.4 回应一个ICMP报文329

10.5.5 处理ICMP重定向数据包330

10.5.6 处理ICMP请求回应数据包330

10.5.7 处理ICMP时间请求数据包331

10.5.8 处理ICMP不可达数据包332

10.6 TCP协议的实例分析335

10.6.1 Linux中TCP的初始化335

10.6.2 TCP路径MTU的发现机制336

10.6.3 Linux的重传机制实现340

10.6.4 TCP的滑动窗口协议实现344

10.6.5 接受一个TCP连收346

10.6.6 TCP定时器机制实现348

10.7 本章小结350

第11章 嵌入式Linux系统的移植351

11.1 引导系统BootLoader的移植实例351

11.1.1 U-Boot的实现351

11.1.2 移植U-Boot356

11.2 uCLinux的移植实例360

11.2.1 BootLoader及内核解压360

11.2.2 几种内核启动方式介绍360

11.2.3 内核启动地址的确定360

11.2.4 系统入口分析361

11.2.5 内核引导过程分析362

11.3 Linux2.6内核的移植实例373

11.3.1 准备Linux2.6.X内核373

11.3.2 修改Makefile文件374

11.3.3 设置Flash分区结构374

11.3.4 配置嵌入式Linux2.6内核377

11.4 Linux中网络驱动程序的移植实例382

11.4.1 移植步骤382

11.4.2 移植过程中的问题及解决方法385

11.5 本章小结388