嵌入式Linux驅動程序和系統(tǒng)開發(fā)實例精講

第1篇　Linux基礎知識
第1章　嵌入式基礎入門 2
1.1　嵌入式操作系統(tǒng)簡介 2
1.1.1　嵌入式系統(tǒng)的基本概念 2
1.1.2　嵌入式系統(tǒng)的內核介紹 3
1.1.3　嵌入式系統(tǒng)的應用領域 4
1.2　Linux操作系統(tǒng)概述 5
1.2.1　嵌入式Linux發(fā)展現狀 5
1.2.2　Linux相關的常用術語 6
1.3　Linux操作系統(tǒng)的移植 8
1.3.1　BootLoader技術詳解 8
1.3.2　Linux內核基本結構 17
1.3.3　移植Linux操作系統(tǒng) 28
1.4　本章總結 32
第2章　Linux系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境平臺 33
2.1　進程/線程管理 33
2.1.1　進程/線程的概念 33
2.1.2　進程基本操作 37
2.1.3　進程通信與同步 49
2.1.4　線程基本操作 57
2.1.5　簡單的多線程編程 59
2.2　文件系統(tǒng)結構和類型 62
2.2.1　FAT文件系統(tǒng) 62
2.2.2　RAMFS內核文件系統(tǒng) 66
2.2.3　JFFS與YAFFS文件系統(tǒng) 68
2.2.4　EXT2/EXT3文件系統(tǒng) 71
2.2.5　/proc文件系統(tǒng) 74
2.2.6　Linux文件操作函數 75
2.3　存儲管理 79
2.3.1　MTD內存管理 79
2.3.2　Linux內存管理 83
2.4　設備管理 84
2.4.1　概述 84
2.4.2　字符設備與塊設備 84
2.4.3　主設備號和次設備號 87
2.5　本章總結 88
第3章　嵌入式Linux程序設計基礎 89
3.1　建立嵌入式Linux交叉編譯環(huán)境 89
3.1.1　編譯環(huán)境概述 89
3.1.2　建立交叉編譯環(huán)境流程 92
3.2　工程管理器make 97
3.2.1　make概述 97
3.2.2　Makfile文件書寫規(guī)則 101
3.3　Linux C/C++程序設計 104
3.3.1　C/C++程序結構 104
3.3.2　C/C++數據類型 107
3.3.3　表達式/語句、函數 108
3.3.4　C/C++設計注意事項 111
3.4　Linux匯編程序設計 117
3.4.1　Linux匯編語法格式 118
3.4.2　匯編程序實例 119
3.5　Linux Shell語言編程 120
3.5.1　Shell環(huán)境變量及配置文件 121
3.5.2　Shell編程實例 123
3.6　Linux Perl語言編程 124
3.6.1　Perl基本程序 124
3.6.2　Perl變量 125
3.6.3　文件句柄和文件操作 128
3.6.4　循環(huán)結構 129
3.6.5　條件結構 130
3.7　本章總結 131
第4章　Linux常用開發(fā)工具 132
4.1　GCC編譯器 132
4.1.1　GCC版本信息 132
4.1.2　GCC目錄結構 132
4.1.3　GCC執(zhí)行過程 133
4.1.4　GCC的基本用法和選項 134
4.1.5　g++ 134
4.2　gdb調試器 135
4.2.1　基本用法和選項 135
4.2.2　gdb常用命令 135
4.3　Linux匯編工具 136
4.3.1　匯編器 136
4.3.2　鏈接器 136
4.3.3　調試器 137
4.3.4　系統(tǒng)調用 137
4.3.5　命令行參數 137
4.3.6　GCC內聯(lián)匯編 138
4.4　Linux調試工具 139
4.4.1　JTAG調試工具 139
4.4.2　kgdb內核調試環(huán)境 144
4.5　Linux圖形開發(fā)工具 149
4.5.1　GUI圖形界面開發(fā) 149
4.5.2　GTK圖形開發(fā)工具 157
4.5.3　QT圖形開發(fā)工具 161
4.6　本章總結 167
第2篇　Linux驅動程序開發(fā)與實例
第5章　Linux設備驅動基礎 170
5.1　驅動程序基本概念 170
5.1.1　驅動程序與應用程序的區(qū)別 170
5.1.2　內核版本與編譯器的版本依賴 171
5.2　設備驅動模塊概述 171
5.2.1　模塊的基本概念 171
5.2.2　模塊的初始化和退出 172
5.2.3　Linux內核模塊加載 174
5.3　Linux設備驅動結構分析 176
5.3.1　內核和用戶接口 176
5.3.2　inode節(jié)點 177
5.3.3　File結構 178
5.4　常用接口函數介紹 181
5.5　驅動程序的調試 187
5.6　本章總結 189
第6章　網卡驅動程序開發(fā) 190
6.1　網卡概述 190
6.2　RTL8193網卡驅動 190
6.2.1　網卡驅動的初始化 191
6.2.2　網卡數據收發(fā) 197
6.3　典型實例——Ralink無線網卡驅動開發(fā) 198
6.3.1　Ralink無線網卡 198
6.3.2　802.11無線通信協(xié)議的選用 199
6.3.3　設備驅動關鍵數據結構 200
6.3.4　rt2500無線網卡驅動分析 202
6.3.5　rt2500程序源代碼 207
6.4　本章總結 215
第7章　顯卡驅動程序開發(fā) 216
7.1　顯卡驅動概述 216
7.1.1　Linux　framebuffer 216
7.1.2　幀緩沖設備數據結構 220
7.2　典型實例——顯卡Framebuffer驅動實現 225
7.2.1　Framebuffer驅動框架程序 225
7.2.2　NVDIA顯卡設備驅動文件 231
7.3　本章總結 233
第8章　聲卡驅動程序開發(fā) 234
8.1　聲卡驅動概述 234
8.2　OSS聲卡驅動 234
8.3　ALSA聲卡驅動 235
8.4　典型實例——AC97聲卡驅動實現 237
8.4.1　AC97驅動分析 237
8.4.2　Realtek聲卡驅動配置 241
8.5　本章總結 243
第9章　USB驅動程序開發(fā) 244
9.1　USB設備驅動概述 244
9.2　USB驅動設備示例 245
9.2.1　Linux驅動程序概述 245
9.2.2　驅動程序分析 246
9.3　典型實例——單片機的主從通信實例 253
9.3.1　主從通信介紹 253
9.3.2　USB設備驅動程序 254
9.3.3　主機程序源代碼 260
9.4　本章總結 261
第10章　閃存Flash驅動程序開發(fā) 262
10.1　Flash閃存基礎 262
10.2　Flash MTD技術 264
10.3　典型實例1——NAND Flash驅動實例 265
10.3.1　NAND Flash驅動設備 265
10.3.2　NAND Flash驅動源代碼 266
10.4　典型實例2——NOR Flash驅動實例 270
10.4.1　芯片驅動與MTD原始設備 270
10.4.2　NOR Flash驅動分析 270
10.4.3　NOR Flash驅動源代碼 274
10.5　本章總結 276
第3篇　Linux系統(tǒng)開發(fā)實例
第11章　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的模式與流程 278
11.1　嵌入式系統(tǒng)的結構 278
11.1.1　嵌入式系統(tǒng)的硬件架構 278
11.1.2　嵌入式系統(tǒng)的軟件結構 278
11.2　嵌入式開發(fā)的模式及流程 279
11.2.1　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式 279
11.2.2　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程 280
11.3　本章總結 282
第12章　工業(yè)溫度監(jiān)控設備開發(fā)實例 283
12.1　應用環(huán)境與硬件設計概要 283
12.1.1　嵌入式Linux在工業(yè)控制領域的應用 283
12.1.2　工控串行通信協(xié)議標準 286
12.2　相關開發(fā)技術——異步串行通信接口 288
12.2.1　異步串行通信標準 288
12.2.2　設置串口控制信號 290
12.2.3　讀入串口控制信號 291
12.2.4　文件Open()系統(tǒng)調用 292
12.3　實例——基于DS1820的實時溫度監(jiān)控系統(tǒng) 292
12.3.1　系統(tǒng)基本結構 293
12.3.2　系統(tǒng)工作流程 296
12.3.3　系統(tǒng)模塊源代碼實現 298
12.4　本章總結 306
第13章　實時視頻采集系統(tǒng)開發(fā)實例 307
13.1　應用環(huán)境與硬件設計概要 307
13.2　相關開發(fā)技術 308
13.2.1　視頻圖像壓縮技術 308
13.2.2　視頻采集驅動 310
13.2.3　視頻驅動加載運行 313
13.3　實例——基于MV86S02實時視頻采集系統(tǒng)設計 313
13.3.1　系統(tǒng)基本結構 313
13.3.2　系統(tǒng)工作流程 316
13.3.3　系統(tǒng)模塊源代碼實現 319
13.3.4　視頻數據比較及分析 335
13.4　本章總結 336
第14章　指紋識別門禁系統(tǒng)開發(fā)實例 337
14.1　應用環(huán)境與硬件設計概要 338
14.2　相關開發(fā)技術 340
14.2.1　指紋識別原理 340
14.2.2　設備驅動編寫框架 344
14.2.3　指紋芯片驅動 346
14.3　實例——基于ARM Linux的指紋識別門禁系統(tǒng) 347
14.3.1　系統(tǒng)基本結構 347
14.3.2　系統(tǒng)工作流程 349
14.3.3　系統(tǒng)模塊源代碼實現 350
14.4　本章總結 360
第15章　基于RTL8019的以太網應用系統(tǒng)開發(fā)實例 361
15.1　以太網應用技術概述 361
15.2　相關開發(fā)技術 362
15.2.1　基于RTL8019的以太網幀傳輸原理 362
15.2.2　RTL8019的初始化 363
15.2.3　RTL8019驅動程序的框架 364
15.2.4　數據結構和函數 365
15.2.5　RTL8109驅動程序的加載 368
15.3　實例——基于RTL8019的以太網應用系統(tǒng)設計 368
15.3.1　系統(tǒng)基本結構 368
15.3.2　系統(tǒng)工作流程 371
15.3.3　系統(tǒng)模塊源代碼實現 372
15.3.4　系統(tǒng)調試 380
15.4　本章總結 381
第16章　無線網絡數據傳輸系統(tǒng)開發(fā)實例 382
16.1　無線網絡傳輸系統(tǒng)簡介 382
16.2　相關開發(fā)技術 383
16.2.1　無線網絡接入技術 383
16.2.2　基于PCMCIA的無線網卡接口 385
16.2.3　PCMCIA驅動程序 386
16.3　實例——基于PCMCIA的
16.3　無線網絡嵌入式前端系統(tǒng)設計 387
16.3.1　系統(tǒng)基本結構 387
16.3.2　系統(tǒng)工作流程 389
16.3.3　系統(tǒng)模塊源代碼實現 391
16.3.4　系統(tǒng)調試 398
16.4　本章總結 398
第17章　基于PDIUSBD12的數據傳輸系統(tǒng)實例 399
17.1　USB應用環(huán)境與硬件設計概要 400
17.2　相關開發(fā)技術——USB系統(tǒng)與總線驅動 401
17.2.1　USB系統(tǒng)組成 401
17.2.2　USB Host總線驅動 402
17.2.3　USB Device總線驅動 403
17.3　實例——基于PDIUSBD12的數據傳輸設計 406
17.3.1　系統(tǒng)基本結構 406
17.3.2　系統(tǒng)工作流程 412
17.3.3　系統(tǒng)模塊源代碼實現 412
17.4　本章總結 424
第18章　家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)設計實例 425
18.1　應用環(huán)境與硬件設計概要 425
18.1.1　系統(tǒng)功能和組成 425
18.1.2　系統(tǒng)模塊功能描述 426
18.2　系統(tǒng)硬件結構 430
18.2.1　Linux客戶端系統(tǒng)硬件結構 430
18.2.2　傳感器系統(tǒng)硬件結構 433
18.3　系統(tǒng)軟件結構 435
18.3.1　Linux客戶端系統(tǒng)軟件結構 435
18.3.2　傳感器系統(tǒng)軟件結構 438
18.4　Linux客戶端系統(tǒng)設計實現 440
18.4.1　系統(tǒng)數據結構設計 440
18.4.2　通信模塊設計說明 441
18.4.3　顯示模塊設計說明 442
18.4.4　用戶管理模塊設計說明 443
18.4.5　系統(tǒng)設置模塊設計說明 445
18.4.6　客戶端主要代碼與注釋 445
18.5　系統(tǒng)主要模塊設計實現 447
18.5.1　紅外監(jiān)控模塊設計說明 447
18.5.2　報警模塊（warnning） 448
18.5.3　觸發(fā)監(jiān)控模塊 449
18.5.4　管理模塊 450
18.5.5　主要代碼與注釋 453
18.6　本章總結 459
第19章　移動校園系統(tǒng)設計實例 460
19.1　應用環(huán)境與硬件設計概要 460
19.1.1　系統(tǒng)功能和組成 460
19.1.2　系統(tǒng)模塊功能和軟件圖 460
19.2　系統(tǒng)硬件結構 462
19.3　系統(tǒng)軟件結構 463
19.3.1　軟件整體結構 463
19.3.2　軟件模塊結構 464
19.3.3　接口設計 467
19.3.4　運行過程設計 468
19.3.5　系統(tǒng)數據結構設計 469
19.3.6　搭建開發(fā)環(huán)境 470
19.4　系統(tǒng)模塊程序代碼 472
19.4.1　主函數 472
19.4.2　Syllabus課表模塊 472
19.4.3　BBS論壇模塊 474
19.4.4　Map地圖模塊 476
19.4.5　Message系統(tǒng)消息模塊 478
19.5　本章總結 478