[正版]精通嵌入式Linux编程

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多年来，Linux一直是嵌入式计算的中流砥柱。然而，涵盖该领域所有主题的书籍非常少，本书旨在填补这一空白。“嵌入式Linux”一词的定义并不明确，它可以应用于从恒温器到Wi-Fi路由器，再到工业控制单元的各种设备内的操作系统。但是，它们都建立在相同的基本开源软件之上。这些正是我们在本书中要描述的技术，本书的写作基于我们作为工程师的经验和为培训课程开发的资料。

第1篇  嵌入式Linux的要素
第1章  初识嵌入式Linux开发 3
1.1  选择Linux的原因 4
1.2  不选择Linux的原因 5
1.3  找到合适的玩家 5
1.4  穿越项目生命周期 7
1.4.1  篇章内容概述 7
1.4.2  嵌入式Linux的4个基本要素 7
1.5  开源的意义 8
1.5.1  开源和免费有区别 8
1.5.2  开源许可机制 8
1.6  为嵌入式Linux开发选择硬件 10
1.7  获取本书所需硬件 11
1.7.1  Raspberry Pi 4 11
1.7.2  BeagleBone Black 12
1.7.3  QEMU 13
1.8  配置开发环境 15
1.9  小结 15
第2章  关于工具链 17
2.1  技术要求 17
2.2  工具链简介 18
2.2.1  工具链的类型 20
2.2.2  CPU架构 21
2.2.3  选择C库 22
2.3  寻找工具链 24
2.4  使用crosstool-NG构建工具链 26
2.4.1  安装crosstool-NG 26
2.4.2  为BeagleBone Black构建工具链 27
2.4.3  为QEMU构建工具链 28
2.5  工具链剖析 29
2.5.1  了解你的交叉编译器 30
2.5.2  sysroot、库和头文件 31
2.5.3  工具链中的其他工具 32
2.5.4  查看C库的组件 33
2.6  与库链接—静态和动态链接 34
2.6.1  静态库 34
2.6.2  共享库 35
2.6.3  了解共享库版本号 36
2.7  交叉编译的技巧 37
2.7.1  相对简单的makefile 38
2.7.2  Autotools 38
2.7.3  编译示例—SQLite 40
2.7.4  包配置 42
2.7.5  交叉编译带来的问题 43
2.7.6  CMake 44
2.8  小结 46
2.9  延伸阅读 46
第3章  引导加载程序详解 47
3.1  技术要求 47
3.2  引导加载程序的作用 48
3.3  引导顺序 48
3.3.1  阶段1—ROM代码 49
3.3.2  阶段2—SPL 51
3.3.3  阶段3—TPL 52
3.4  从引导加载程序转移到内核中 53
3.5  设备树简介 54
3.5.1  有关设备树的基础知识 54
3.5.2  reg属性 55
3.5.3  标签和中断 56
3.5.4  设备树包含文件 57
3.5.5  编译设备树 59
3.6  U-Boot 60
3.6.1  构建U-Boot 60
3.6.2  安装U-Boot 62
3.6.3  使用U-Boot 64
3.6.4  环境变量 65
3.6.5  引导镜像格式 65
3.6.6  加载镜像 67
3.6.7  引导Linux 69
3.6.8  使用U-Boot脚本自动化引导过程 69
3.6.9  将U-Boot移植到新板上 69
3.6.10  与特定开发板相关的文件 71
3.6.11  配置头文件 73
3.6.12  构建和测试 74
3.6.13  Falcon模式 75
3.7  小结 76
第4章  配置和构建内核 77
4.1  技术要求 77
4.2  内核的作用 78
4.3  选择内核 80
4.3.1  内核开发周期 80
4.3.2  稳定和长期支持版本 81
4.3.3  供应商支持 82
4.3.4  许可机制 82
4.4  构建内核 83
4.4.1  获取源 83
4.4.2  了解内核配置—Kconfig 84
4.4.3  使用LOCALVERSION识别内核 88
4.4.4  使用内核模块的时机 89
4.5  编译—Kbuild 90
4.5.1  找出要构建的内核目标 90
4.5.2  构建工件 91
4.5.3  编译设备树 93
4.5.4  编译模块 93
4.5.5  清理内核源 94
4.5.6  为Raspberry Pi 4构建64位内核 94
4.5.7  为BeagleBone Black构建内核 96
4.5.8  为QEMU构建内核 97
4.6  引导内核 97
4.6.1  引导Raspberry Pi 4 97
4.6.2  引导BeagleBone Black 98
4.6.3  引导QEMU 99
4.6.4  内核恐慌 100
4.6.5  早期用户空间 100
4.6.6  内核消息 101
4.6.7  内核命令行 101
4.7  将Linux移植到新板上 102
4.7.1  新的设备树 103
4.7.2  设置开发板的兼容属性 104
4.8  小结 106
4.9  延伸阅读 107
第5章  构建根文件系统 109
5.1  技术要求 110
5.2  根文件系统中应该包含的东西 110
5.3  目录布局 111
5.3.1  暂存目录 112
5.3.2  POSIX文件访问权限 113
5.3.3  暂存目录中的文件所有权权限 115
5.4  根文件系统的程序 115
5.4.1  init程序 115
5.4.2  shell 115
5.4.3  实用程序 116
5.4.4  关于BusyBox 116
5.4.5  构建BusyBox 117
5.4.6  ToyBox—BusyBox的替代品 118
5.5  根文件系统的库 119
5.5.1  选择需要的库 119
5.5.2  通过剥离减小尺寸 120
5.6  设备节点 121
5.7  proc和sysfs文件系统 122
5.7.1  proc和sysfs文件系统的功能 123
5.7.2  挂载文件系统 123
5.7.3  内核模块 124
5.8  将根文件系统传输到目标 124
5.9  创建引导initramfs 125
5.9.1  独立的initramfs 126
5.9.2  引导initramfs 126
5.9.3  使用QEMU引导 126
5.9.......

《精通嵌入式Linux编程》详细阐述了与嵌入式Linux开发相关的基本解决方案，主要包括初识嵌入式Linux开发、关于工具链、引导加载程序详解、配置和构建内核、构建根文件系统、选择构建系统、使用Yocto进行开发、Yocto技术内幕、创建存储策略、现场更新软件、连接设备驱动程序、使用分线板进行原型设计、init程序、使用BusyBox runit启动、管理电源、打包Python程序、了解进程和线程、管理内存、使用GDB进行调试、性能分析和跟踪、实时编程等内容。此外，本书还提供了相应的示例、代码，以帮助读者进一步理解相关方案的实现过程。 本书适合作为高等院校计算机及相关专业的教材和教学参考书，也可作为相关开发人员的自学用书和参考手册。

弗兰克·瓦斯奎兹是一位专注于消费电子产品的独立软件顾问。他在设计和构建嵌入式Linux系统方面拥有十多年的经验。在此期间，他完成了许多设备的开发，包括机架式DSP音频服务器、潜水员手持式声纳摄像机和消费者物联网热点。在成为嵌入式Linux开发工程师之前，Frank曾经是IBM的数据库内核开发人员，他在该公司主要从事DB2方面的工作。他目前住在硅谷。