嵌入式Linux操作系統(tǒng)

前言

隨著消費(fèi)群體對(duì)產(chǎn)品要求的日益提高，嵌入式技術(shù)在機(jī)械器具制造、電子產(chǎn)品制造、通信、信息服務(wù)等行業(yè)領(lǐng)域得到了大顯身手的機(jī)會(huì)，應(yīng)用日益廣泛，相應(yīng)地企業(yè)對(duì)嵌入式人才的需求也越來(lái)越多。因此近幾年來(lái)，各高等院校開(kāi)始紛紛開(kāi)設(shè)嵌入式專(zhuān)業(yè)或課程。但是，各院校在嵌入式專(zhuān)業(yè)教學(xué)建設(shè)的過(guò)程中幾乎都面臨教材難覓的困境。雖然目前市場(chǎng)上的嵌入式開(kāi)發(fā)相關(guān)書(shū)籍比較多，但幾乎都是針對(duì)有一定基礎(chǔ)的行業(yè)內(nèi)研發(fā)人員而編寫(xiě)的，并不完全符合學(xué)校的教學(xué)要求。學(xué)校教學(xué)需要一套充分考慮學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)和接受度的，明確各門(mén)課程教學(xué)目標(biāo)的，便于學(xué)校安排課時(shí)的嵌入式專(zhuān)業(yè)教材。針對(duì)教材缺乏的問(wèn)題，我們以多年來(lái)在嵌入式工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)人才培養(yǎng)、項(xiàng)目研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，匯總了近幾年積累的數(shù)百家企業(yè)對(duì)嵌入式研發(fā)相關(guān)崗位的真實(shí)需求，調(diào)研了數(shù)十所開(kāi)設(shè)“嵌入式工程技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的高等院校的課程設(shè)置情況、學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)用書(shū)現(xiàn)狀。通過(guò)細(xì)致的整理和分析，對(duì)專(zhuān)業(yè)技能和基本知識(shí)進(jìn)行合理劃分，我們編寫(xiě)了這套高等院校嵌入式人才培養(yǎng)規(guī)劃教材，包括以下5本：《ARM嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)》《UC／OS II嵌入式操作系統(tǒng)》《嵌入式Linux操作系統(tǒng)》《嵌入式Linux c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)》《嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》本套教材按照專(zhuān)業(yè)整體教學(xué)要求組織編寫(xiě)，各自對(duì)應(yīng)的主干課程之間既相對(duì)獨(dú)立又有機(jī)銜接，整套教材具有系統(tǒng)性?！秳h嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)》側(cè)重介紹接口技術(shù)；在操作系統(tǒng)教材方面，考慮到各院校不同的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，編寫(xiě)了Uc／os II和Linux兩個(gè)版本；考慮到本專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生c語(yǔ)言能力要求較高，編寫(xiě)了《嵌入式Linux c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)》這本少課時(shí)的教材，可供“c語(yǔ)言基礎(chǔ)”課程的后續(xù)提高課程使用；《嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》介紹了貫穿前面所學(xué)知識(shí)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，供“Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)”課程使用。本書(shū)是其中之一。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心課程。操作系統(tǒng)課程中涉及的概念、原理是從事嵌入式開(kāi)發(fā)人員必備的知識(shí)。操作系統(tǒng)理論深?yuàn)W，是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)中較難掌握的一門(mén)課程。加之以往的操作系統(tǒng)教材多以理論介紹為主，很少涉及操作系統(tǒng)源代碼，通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生只掌握了一些簡(jiǎn)單的概念，對(duì)操作系統(tǒng)的基本原理沒(méi)有掌握很透徹，學(xué)習(xí)效果不好。本書(shū)從原理和編程實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面講解操作系統(tǒng)科學(xué)，旨在幫助學(xué)生加深對(duì)操作系統(tǒng)原理的理解，主要以Linux操作系統(tǒng)為例，分別說(shuō)明了操作系統(tǒng)中有關(guān)進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件管理、設(shè)備管理等幾大核心功能，本書(shū)注重實(shí)用，使學(xué)生達(dá)到學(xué)用結(jié)合的目的。

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹了操作系統(tǒng)的幾大組成部分，并以Linux操作系統(tǒng)為例說(shuō)明了各功能的實(shí)現(xiàn)。　　全書(shū)共分10章，內(nèi)容包括嵌入式Linux操作系統(tǒng)概念，Linux系統(tǒng)安裝與使用，操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理、進(jìn)程管理、文件管理、設(shè)備管理等幾個(gè)核心模塊，其中涉及對(duì)Linux內(nèi)核代碼的部分分析介紹。在本書(shū)最后一章，綜合介紹了開(kāi)發(fā)嵌入式Linux系統(tǒng)的全過(guò)程，包括建立開(kāi)發(fā)環(huán)境、編譯Bootloader、編譯內(nèi)核、部署根文件系統(tǒng)等全過(guò)程?！　”緯?shū)可作為高職高專(zhuān)院校“嵌入式操作系統(tǒng)”課程的教材，也可供嵌入式Linux愛(ài)好者參考使用。

書(shū)籍目錄

第1章　嵌入式Linux操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介  1.1　操作系統(tǒng)  1.2　嵌入式系統(tǒng)  1.3　嵌入式操作系統(tǒng)  1.4　嵌入式Linux基礎(chǔ)    1.4.1　Linux發(fā)展概述    1.4.2　Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)    1.4.3　Linux發(fā)行版本    1.4.4　如何學(xué)習(xí)Linux    1.5　Linux安裝    1.5.1　基本概念    1.5.2　硬件需求    1.5.3　安裝準(zhǔn)備    1.5.4　安裝過(guò)程  1.6　Linux文件及文件系統(tǒng)    1.6.1　文件類(lèi)型及文件屬性    1.6.2　文件系統(tǒng)類(lèi)型介紹    1.6.3　Linux目錄結(jié)構(gòu)  思考題第2章　Linux操作系統(tǒng)使用與系統(tǒng)配置  2.1　Linux基本命令    2.1.1　用戶(hù)系統(tǒng)相關(guān)命令    2.1.2　文件目錄相關(guān)命令    2.1.3　壓縮打包相關(guān)命令    2.1.4　比較合并文件相關(guān)命令    2.1.5　網(wǎng)絡(luò)相關(guān)命令  2.2　Linux系統(tǒng)服務(wù)    2.2.1　獨(dú)立運(yùn)行的服務(wù)    2.2.2　xinetd設(shè)定的服務(wù)    2.2.3　設(shè)定服務(wù)命令的常用方法    思考題第3章　嵌入式Linux編程環(huán)境　3.1　Linux編輯器vi的使用    3.1.1　vi的模式    3.1.2　vi的基本流程    3.1.3　vi各模式的功能鍵　3.2　9cc編譯器    3.2.1　9cc編譯流程解析    3.2.2　9cc編譯選項(xiàng)分析　3.3　9db調(diào)試器    3.3.1　9db使用流程    3.3.2　9db基本命令　3.4　Make工程管理器    3.4.1　Makefile基本結(jié)構(gòu)    3.4.2　Makefile變量    3.4.3　Mlakefile規(guī)則    3.4.4　Make管理器的使用　3.5　使用autotools    3.5.1　autotools使用流程    3.5.2　使用autotools所生成的 Makefile    思考題第4章　存儲(chǔ)管理　4.1　進(jìn)程虛存空間的管理    4.1.1　進(jìn)程的虛存區(qū)域    4.1.2　虛存空間的映射和虛存區(qū)域的建立　4.2　內(nèi)存空間／地址類(lèi)型　4.3  分頁(yè)機(jī)制與MMU……第5章　操作系統(tǒng)進(jìn)程第6章　進(jìn)程間通信第7章　中斷與系統(tǒng)調(diào)用第8章　文件管理第9章　設(shè)備管理第10章　嵌入式Linux的構(gòu)建　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：系統(tǒng)中對(duì)于物理頁(yè)有大量的需求，當(dāng)程序映像加載到內(nèi)存中的時(shí)候，操作系統(tǒng)需要分配頁(yè)。當(dāng)程序結(jié)束執(zhí)行并卸載時(shí)需要釋放這些頁(yè)。另外，為了存放核心相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如頁(yè)表自身）也需要物理頁(yè)。這種用于分配和回收頁(yè)的機(jī)制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)于維護(hù)虛擬內(nèi)存子系統(tǒng)的效率也許是最重要的。系統(tǒng)中的所有的物理頁(yè)都使用page數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述。每一個(gè)物理頁(yè)對(duì)應(yīng)一個(gè)page變量。個(gè)zone的所有page變量集合形成數(shù)組，由zone的zone mere map成員指針指向數(shù)組的起始地址，頁(yè)數(shù)組的初始化在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)完成。頁(yè)分配器的算法是建立在伙伴系統(tǒng)之上的?；锇橄到y(tǒng)將內(nèi)存區(qū)域組織為以頁(yè)為單位的塊，n稱(chēng)為該塊的“級(jí)別”，具有相同級(jí)別的塊用鏈表接在一起。每次分配必須指定一個(gè)級(jí)別，并以該級(jí)別塊的大小為單位。在分配時(shí)，依次從級(jí)別，z到最大級(jí)別開(kāi)始搜索，直到找到一個(gè)非空的塊為止，如果這個(gè)非空塊級(jí)別不是n，則將其拆成兩份，一份放到其對(duì)應(yīng)的級(jí)別的空閑塊中，而另一份如果還不是級(jí)別n就繼續(xù)拆分。直到最后返回那個(gè)級(jí)別為n的塊。在回收時(shí)，首先計(jì)算出被回收的塊的伙伴，然后查看這個(gè)伙伴是否在級(jí)別為n的空閑鏈中。如果找到了，則這個(gè)塊將與這個(gè)伙伴合并（伙伴從空閑鏈刪除，并修整“當(dāng)前塊”的位置即可），然后n=n+1，繼續(xù)這個(gè)合并過(guò)程。當(dāng)伙伴不在該空閑鏈中時(shí)，合并過(guò)程結(jié)束。free-area所管理的內(nèi)存如圖4.3所示。

編輯推薦

《嵌入式Linux操作系統(tǒng)》：嵌入式學(xué)院是華清遠(yuǎn)見(jiàn)在6年高端嵌入式人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上傾力打造的“嵌入式領(lǐng)域就業(yè)優(yōu)勢(shì)倍增”項(xiàng)目，學(xué)院充分整合行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，并借助自身豐富的合作企業(yè)資源及專(zhuān)業(yè)、科學(xué)的實(shí)訓(xùn)體系，幫助合作院校時(shí)刻緊跟嵌入式行業(yè)用人需求的最新趨勢(shì)，引導(dǎo)畢業(yè)生在知識(shí)結(jié)構(gòu)上更好地實(shí)現(xiàn)與企業(yè)真實(shí)需求的對(duì)接，從而有效提高其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，順利進(jìn)入嵌入式專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。華清遠(yuǎn)見(jiàn)嵌入式學(xué)院將繼續(xù)專(zhuān)注于為更多希望從事嵌入式行業(yè)工作，但又缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的人員提供更專(zhuān)業(yè)的嵌入式實(shí)訓(xùn)課程，培養(yǎng)出更多合格的嵌入式人才，以促進(jìn)行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。華清遠(yuǎn)見(jiàn)嵌入式學(xué)院官方網(wǎng)站為www embedu org?！陡叩仍盒Ｇ度胧饺瞬排囵B(yǎng)規(guī)劃教材》系列教材●ARM嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)●uc／0s II嵌入式操作系統(tǒng)●嵌入式LinUX操作系統(tǒng)●嵌入式Linux c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)●嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)本套教材按照專(zhuān)業(yè)整體教學(xué)要求組織編寫(xiě)，各自對(duì)應(yīng)的主干課程之間既相對(duì)獨(dú)立又有機(jī)銜接，整套教材具有系統(tǒng)性?！禔RM嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)》側(cè)重介紹接口技術(shù)；在操作系統(tǒng)教材方面，考慮到各院校不同的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，編寫(xiě)了uc／0s II和Linux兩個(gè)版本；考慮到本專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生c語(yǔ)言能力要求較高，編寫(xiě)了《嵌入式Linux c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)》這本教材，可供“C語(yǔ)言基礎(chǔ)”課程的后續(xù)提高課程使用；《嵌人式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》介紹了貫穿前面所學(xué)知識(shí)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，供“Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)”課程使用。書(shū)中源代碼、PPT課件等輔助教學(xué)資料，請(qǐng)到WwW．Ptpedu.com.cn下載。

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