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第1章 嵌入式系统基础1

1.1 嵌入式系统概述1

1.1.1 嵌入式系统的基本概念1

1.1.2 嵌入式系统的体系结构2

1.1.3 几种常用的嵌入式操作系统2

1.1.4 嵌入式系统发展趋势4

1.2 ARM处理器硬件开发平台5

1.2.1 嵌入式处理器简介5

1.2.2 ARM处理器简介6

1.2.3 Exynos4412处理器简介8

1.3 嵌入式软件开发流程11

1.3.1 嵌入式系统开发概述11

1.3.2 嵌入式软件开发概述12

1.4 实验内容：使用SD-CARD烧写EMMC16

思考与练习19

第2章 嵌入式Linux C语言程序开发工具20

2.1 嵌入式Linux下C语言概述20

2.2 编辑器vim21

2.2.1 vim的基本模式21

2.2.2 vim的基本操作22

2.3 编译器gcc24

2.3.1 gcc的简介24

2.3.2 gcc的编译流程25

2.3.3 gcc的常用编译选项27

2.4 调试器gdb31

2.4.1 gdb的使用流程32

2.4.2 gdb的基本命令34

2.4.3 gdbserver的远程调试37

2.5 make工程管理器40

2.5.1 makefile的基本结构40

2.5.2 makefile的变量41

2.5.3 makefile的规则43

2.5.4 make管理器的使用44

2.6 实验内容45

2.6.1 vim使用练习45

2.6.2 用gdb调试程序的bug45

2.6.3 编写包含多文件的makefile46

思考与练习47

第3章 嵌入式Linux C语言基础48

3.1 预处理48

3.1.1 预定义48

3.1.2 文件包含53

3.1.3 条件编译54

3.2 C语言中的内存分配56

3.2.1 C语言程序所占内存分类56

3.2.2 堆和栈的区别56

3.3 程序的可移植性考虑57

3.3.1 字长和数据类型57

3.3.2 数据对齐58

3.3.3 字节顺序58

3.4 C语言和汇编的接口59

3.4.1 内嵌汇编的语法59

3.4.2 编译器优化62

3.4.3 C语言关键字volatile62

3.5 ARM Linux内核常见数据结构63

3.5.1 链表63

3.5.2 树、二叉树、平衡树69

3.5.3 哈希表75

思考与练习80

第4章 嵌入式Linux开发环境的搭建81

4.1 构建嵌入式Linux开发环境81

4.1.1 嵌入式交叉编译环境搭建82

4.1.2 主机交叉开发环境配置83

4.2 Bootloader85

4.2.1 Bootloader的种类85

4.2.2 U-Boot编译与使用86

4.2.3 U-Boot移植91

4.3 Linux内核与移植92

4.3.1 Linux内核结构92

4.3.2 Linux内核配置与编译93

4.3.3 设备树文件95

4.3.4 Linux内核移植96

4.4 嵌入式文件系统构建99

思考与练习101

第5章 嵌入式Linux文件I/O编程102

5.1 Linux系统调用及用户编程接口102

5.1.1 系统调用102

5.1.2 用户编程接口103

5.1.3 系统命令103

5.2 Linux文件I/O系统概述103

5.2.1 虚拟文件系统103

5.2.2 通用文件模型104

5.2.3 Linux中文件及文件描述符105

5.3 底层文件I/O操作106

5.3.1 基本文件操作106

5.3.2 文件锁108

5.3.3 多路复用111

5.4 标准I/O编程116

5.4.1 基本操作117

5.4.2 其他操作119

5.4.3 目录操作122

5.5 实验内容123

思考与练习128

第6章 嵌入式Linux多任务编程129

6.1 Linux下多任务概述129

6.1.1 任务129

6.1.2 进程129

6.1.3 线程134

6.2 进程控制编程135

6.2.1 进程编程基础135

6.2.2 Linux守护进程139

6.3 进程间通信143

6.3.1 Linux下进程间通信概述143

6.3.2 管道通信144

6.3.3 信号通信148

6.3.4 信号量154

6.3.5 共享内存157

6.3.6 消息队列159

6.4 多线程编程163

6.4.1 线程基本编程163

6.4.2 线程之间的同步与互斥166

6.4.3 线程属性169

6.4.4 线程私有数据170

6.5 实验内容171

6.5.1 编写多进程程序171

6.5.2 编写守护进程175

6.5.3 有名管道通信实验177

6.5.4 共享内存实验180

6.5.5 线程池实验184

思考与练习187

第7章 嵌入式Linux网络编程188

7.1 TCP/IP概述188

7.1.1 TCP/IP的分层模型188

7.1.2 TCP/IP分层模型特点189

7.1.3 TCP/IP核心协议190

7.2 网络编程基本知识192

7.2.1 套接字概述192

7.2.2 地址及顺序处理193

7.2.3 套接字编程198

7.2.4 编程实例202

7.3 网络高级编程205

7.3.1 非阻塞和异步I/O205

7.3.2 使用多路复用209

7.4 实验内容：NTP的客户端实现211

思考与练习216

第8章 嵌入式Linux设备驱动编程217

8.1 设备驱动编程基础217

8.1.1 Linux设备驱动概述217

8.1.2 Linux内核模块编程219

8.2 字符设备驱动编程226

8.2.1 字符设备驱动编写流程226

8.2.2 重要数据结构227

8.2.3 设备驱动程序主要组成229

8.2.4 字符设备驱动程序框架235

8.3 基于设备树的字符驱动程序实例238

8.4 GPIO驱动程序实例242

8.4.1 GPIO工作原理242

8.4.2 GPIO驱动程序244

8.5 按键驱动程序实例247

8.5.1 中断编程247

8.5.2 按键工作原理248

8.5.3 按键驱动程序249

8.5.4 中断信息的编写250

思考与练习251

第9章 Qt图形编程252

9.1 嵌入式GUI简介252

9.1.1 Qt/Embedded252

9.1.2 其他嵌入式图形用户界面开发环境253

9.2 Qt/Embedded开发入门254

9.2.1 Qt/Embedded介绍254

9.2.2 Qt/Embedded信号和插槽机制255

9.2.3 搭建Qt/Embedded-5.8.0开发环境258

9.2.4 Qt/Embedded窗口部件262

9.2.5 Qt/Embedded图形界面编程265

9.2.6 Qt/Embedded对话框设计267

9.3 实验内容：使用Qt编写“Hello，World”程序270

思考与练习275

第10章 综合实例——仓库信息处理系统276

10.1 仓库信息处理系统概述276

10.1.1 系统组成276

10.1.2 前端数据中心（Cortex-A9）277

10.1.3 显示中心277

10.2 基本数据结构278

10.3 功能实现280

10.3.1 数据接收模块280

10.3.2 数据处理模块281

10.3.3 共享内存刷新模块283

10.3.4 显示中心283

10.3.5 线程相关285

思考与练习285

参考文献286