从实践中学嵌入式Linux应用程序开发（第2版）

　　本书结合大量实例，讲解了嵌入式Linux应用程序设计各个方面的基本方法及必要的核心概念。主要内容包括搭建嵌入式Linux开发环境、嵌入式文件I/O编程、嵌入式Linux多任务编程、嵌入式Linux进程间通信、嵌入式Linux多线程编程、嵌入式Linux网络编程、嵌入式Linux设备驱动编程、Android应用编程、Android播放器项目设计等。重视应用是贯穿全书的*特点，在各章和全书结尾分别设置了在项目实践中常见或类似的应用实例。

第1章　搭建嵌入式Linux开发环境
1.1 构建嵌入式Linux交叉开发环境
1.1.1 搭建嵌入式交叉编译环境
1.1.2 配置主机交叉开发环境
1.2 Bootloader
1.2.1 Bootloader的种类
1.2.2 U-Boot编译与使用
1.2.3 U-Boot移植
1.3 Linux内核与移植
1.3.1 Linux内核结构
1.3.2 Linux内核配置与编译
1.3.3 Linux内核移植的简介
1.4 嵌入式文件系统构建
1.5 本章小结
1.6 本章习题

第2章 嵌入式文件I/O编程
2.1 Linux系统调用及用户编程接口（API）
2.1.1 Linux系统调用
2.1.2 用户编程接口（API）
2.1.3 系统命令
2.2 Linux文件I/O系统概述
2.2.1 虚拟文件系统（VFS）
2.2.2 Linux中的文件及文件描述符
2.3 底层文件I/O操作
2.3.1 基本文件操作
2.3.2 文件锁
2.3.3 多路复用
2.4 嵌入式Linux串口应用编程
2.4.1 串口编程基础知识
2.4.2 串口配置
2.4.3 串口使用
2.5 标准I/O编程
2.6 实验内容
2.6.1 文件读写及上锁
2.6.2 多路复用式串口操作
2.7 本章小结
2.8 本章习题

第3章 嵌入式Linux多任务编程
3.1 Linux下多任务机制的介绍
3.1.1 任务
3.1.2 进程
3.1.3 线程
3.2 进程控制编程
3.2.1 进程编程基础
3.2.2 Linux守护进程
3.2.3 Linux僵尸进程
3.3 实验内容
3.3.1 编写多进程程序
3.3.2 编写守护进程
3.4 本章小结
3.5 本章习题

第4章 嵌入式Linux进程间通信
4.1 Linux下进程间通信概述
4.2 管道通信
4.2.1 管道简介
4.2.2 无名管道系统调用
4.2.3 标准流管道
4.2.4 有名管道（FIFO）
4.3 信号通信
4.3.1 信号概述
4.3.2 信号发送与捕捉
4.4 信号量
4.4.1 信号量概述
4.4.2 信号量编程
4.5 共享内存
4.6 消息队列
4.7 实验内容
4.7.1 有名管道通信实验
4.7.2 共享内存实验
4.8 本章小结
4.9 本章习题

第5章 嵌入式Linux多线程编程
5.1 多线程编程
5.1.1 线程基本编程
5.1.2 线程之间的同步与互斥
5.1.3 线程属性
5.1.4 多线程实验
5.2 本章小结
5.3 本章习题

第6章 嵌入式Linux网络编程
6.1 TCP/IP协议概述
6.1.1 TCP/IP的分层模型
6.1.2 TCP/IP分层模型的特点
6.1.3 TCP/IP核心协议
6.2 网络编程基础
6.2.1 套接字（socket）概述
6.2.2 地址及顺序处理
6.2.3 套接字编程
6.2.4 编程实例
6.3 网络高级编程
6.4 广播与组播
6.5 实验内容–NTP协议的客户端实现
6.5.1 NTP协议的客户端实现
6.5.2 ARP断网攻击实验
6.6 本章小结
6.7 本章习题

第7章 嵌入式Linux设备驱动编程
7.1 设备驱动编程基础
7.1.1 Linux设备驱动概述
7.1.2 Linux内核模块编程
7.2 字符设备驱动编程
7.2.1 字符设备驱动编写流程
7.2.2 重要的数据结构
7.2.3 设备驱动程序主要组成
7.3 GPIO驱动程序实例
7.3.1 GPIO工作原理
7.3.2 GPIO驱动程序
7.4 按键驱动程序实例
7.4.1 Linux设备树
7.4.2 中断编程
7.4.3 按键工作原理
7.4.4 按键驱动程序
7.4.5 按键驱动的测试
7.5 本章小结
7.6 本章习题

第8章 Android应用编程
8.1 Android发展简史
8.2 Android应用开发环境
8.2.1 Android体系架构简介
8.2.2 搭建Android应用开发环境
8.2.3 编写个Android应用程序
8.3 Android的四大组件和Intent
8.3.1 Activity
8.3.2 Service
8.3.3 BroadcastReceiver
8.3.4 ContentProvider
8.3.5 Intent
8.4 表明Android常用图形界面组件
8.4.1 Android中的布局管理器
8.4.2 TextView
8.4.3 EditText
8.4.4 Button
8.4.5 ImageButton
8.4.6 ImageView
8.4.7 ProgressBar/SeekBar
8.5 本章小结
8.6 本章习题

第9章 Android播放器项目设计
9.1 简易音乐播放器应用的需求
9.2 界面设计
9.3 播放器控制和播放功能的实现
9.4 项目运行
9.5 本章小结
9.6 本章习题

 

 

　　前言
　　在今天所处的大时代背景下，嵌入式、3G、物联网、云计算俨然已经成为信息产业的主旋律，不管是从政府大力扶持，还是从产业变革来说，这股潮流早已势不可当。而嵌入式系统正是这些产业应用技术中核心的部分。随着智能化电子行业的迅猛发展，嵌入式行业更是凭借其“应用领域广、人才需求大、就业薪资高、行业前景好”等众多优势，成为当前热门、有发展前途的行业之一，与此同时，嵌入式研发工程师更是成为IT职场的紧缺人才。因此，近几年来，各院校纷纷开设嵌入式专业课程。但是，各院校在嵌入式专业教学建设的过程中几乎都面临教材难觅、内容更新迟缓的困境。虽然目前市场上嵌入式开发相关书籍比较多，但几乎都是针对有一定基础的行业内研发人员而编写的，并不完全符合高校的教学要求。
　　针对高校专业教材缺乏的现状，我们以多年来在嵌入式工程技术领域内人才培养、项目研发的经验为基础，汇总了近几年积累的数百家企业对嵌入式研发相关岗位的真实需求，并结合行业应用技术的状况及未来发展趋势，调研了数十所开设“嵌入式工程技术”专业的院校的课程设置情况、学生特点和教学用书现状。通过细致地整理和分析，对专业技能和基本知识进行合理划分，编写了这套高等院校嵌入式人才培养规划教材，包括：
　　《从实践中学ARM体系结构与接口技术》
　　《从实践中学嵌入式Linux操作系统》
　　《从实践中学嵌入式LinuxC编程》
　　《从实践中学嵌入式Linux应用程序开发（第2版）》
　　本套教材按照专业整体教学要求组织编写，各自对应的主干课程之间既相对独立又有机衔接，整套教材具有系统性。《从实践中学ARM体系结构与接口技术》侧重介绍接口技术；在操作系统教材方面，根据各院校的教学重点和行业实际应用情况，编写了《从实践中学嵌入式Linux操作系统》；考虑到嵌入式专业对学生C语言能力要求较高，编写了《从实践中学嵌入式LinuxC编程》，可作为“C语言基础”课程的后续提高课程使用；《从实践中学嵌入式Linux应用程序开发（第2版）》则重点突出了贯穿前面所学知识的实训内容，供“嵌入式Linux应用开发”课程使用。
　　书中结合大量代码和实例，循序渐进地讲解了嵌入式Linux应用软件开发的核心技能、经验和技巧。
　　全书共9章。前7章是对Linux环境下应用开发方法的学习，各章包含相应的实验内容；第8章是Android应用编程的基础知识；第9章安排了一个Android应用的实训内容。
　　第1章为搭建嵌入式Linux开发环境，首先介绍了交叉编译环境等嵌入式开发环境的搭建，然后讲解了嵌入式Linux系统中Bootloader、内核、文件系统的构建方法。
　　第2章为嵌入式文件I/O编程，主要讲解了Linux系统调用、Linux文件I/O系统、底层文件I/O操作、嵌入式Linux串口应用编程、标准I/O编程等内容。
　　第3章为嵌入式Linux多任务编程，主要讲解了Linux环境下的进程控制方法。
　　第4章为嵌入式Linux进程间通信，主要讲解了几种常用的进程间通信方法，包括管道通信、信号通信、信号量、共享内存、消息队列等。
　　第5章为嵌入式Linux多线程编程，主要讲解了Linux环境下的多线程编程方法及注意事项。
　　第6章为嵌入式Linux网络编程，主要讲解了Linux环境下的网络编程方法，涉及网络的非阻塞访问、异步处理、多路复用等。
　　第7章为嵌入式Linux设备驱动编程，主要介绍了Linux设备驱动编程基础和字符设备驱动编程的基本思路，并介绍了在S3C2410开发平台上编写GPIO驱动和按键驱动程序的基本思路。
　　第8章为Android应用编程，包括Android应用开发环境搭建、Android应用图形界面设计基础、Android主要组件等。
　　第9章为Android播放器项目设计，以一个简易的Android播放器为例，将Android应用开发所需掌握的相关知识贯穿起来，让读者能对Android应用开发有一个全局的视野。
　　本书由华清远见嵌入式学院资深讲师苗德行、冯建、刘洪涛、潘启勇编著并统校全稿。还要感谢华清远见嵌入式学院，教材内容参考了学院与嵌入式企业需求无缝对接的、科学的专业人才培养体系。同时，嵌入式学院从业或执教多年的行业专家团队也对教材的编写工作作出了贡献，张志华、蔡蒙、王利丽、张丹、杨曼、谭翠君、关晓强、李媛媛、卢闫进、赵松、邱迎龙和贾燕枫等教师在书稿的编写过程中认真阅读了所有章节，提供了大量在实际教学中积累的重要素材，对教材结构、内容提出了中肯的建议，并在后期审校工作中提供了很多帮助，在此表示衷心的感谢。
　　由于编者水平所限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。对于本书的批评和建议。
　　编者
　　2015年5月

 

　　本套教材按照专业整体教学要求组织编写，各自对应的主干课程之间既相对独立又有机衔接，整套教材具有系统性。《从实践中学ARM体系结构与接口技术》侧重介绍接口技术；在操作系统教材方面，根据各院校的教学重点和行业实际应用情况，编写了《从实践中学嵌入式Linux操作系统》；考虑到嵌入式专业对学生C语言能力要求较高，编写了《从实践中学嵌入式LinuxC编程》，可作为“C语言基础”课程的后续提高课程使用；《从实践中学嵌入式Linux应用程序开发（第2版）》则重点突出了贯穿前面所学知识的实训内容，供“嵌入式Linux应用开发”课程使用。
　　书中结合大量代码和实例，循序渐进地讲解了嵌入式Linux应用软件开发的核心技能、经验和技巧。
　　全书共9章。前7章是对Linux环境下应用开发方法的学习，各章包含相应的实验内容；第8章是Android应用编程的基础知识；第9章安排了一个Android应用的实训内容。
　　第1章为搭建嵌入式Linux开发环境，首先介绍了交叉编译环境等嵌入式开发环境的搭建，然后讲解了嵌入式Linux系统中Bootloader、内核、文件系统的构建方法。
　　第2章为嵌入式文件I/O编程，主要讲解了Linux系统调用、Linux文件I/O系统、底层文件I/O操作、嵌入式Linux串口应用编程、标准I/O编程等内容。
　　第3章为嵌入式Linux多任务编程，主要讲解了Linux环境下的进程控制方法。
　　第4章为嵌入式Linux进程间通信，主要讲解了几种常用的进程间通信方法，包括管道通信、信号通信、信号量、共享内存、消息队列等。
　　第5章为嵌入式Linux多线程编程，主要讲解了Linux环境下的多线程编程方法及注意事项。
　　第6章为嵌入式Linux网络编程，主要讲解了Linux环境下的网络编程方法，涉及网络的非阻塞访问、异步处理、多路复用等。
　　第7章为嵌入式Linux设备驱动编程，主要介绍了Linux设备驱动编程基础和字符设备驱动编程的基本思路，并介绍了在S3C2410开发平台上编写GPIO驱动和按键驱动程序的基本思路。
　　第8章为Android应用编程，包括Android应用开发环境搭建、Android应用图形界面设计基础、Android主要组件等。
　　第9章为Android播放器项目设计，以一个简易的Android播放器为例，将Android应用开发所需掌握的相关知识贯穿起来，让读者能对Android应用开发有一个全局的视野。
　　本书由华清远见嵌入式学院资深讲师苗德行、冯建、刘洪涛、潘启勇编著并统校全稿。还要感谢华清远见嵌入式学院，教材内容参考了学院与嵌入式企业需求无缝对接的、科学的专业人才培养体系。同时，嵌入式学院从业或执教多年的行业专家团队也对教材的编写工作作出了贡献，张志华、蔡蒙、王利丽、张丹、杨曼、谭翠君、关晓强、李媛媛、卢闫进、赵松、邱迎龙和贾燕枫等教师在书稿的编写过程中认真阅读了所有章节，提供了大量在实际教学中积累的重要素材，对教材结构、内容提出了中肯的建议，并在后期审校工作中提供了很多帮助，在此表示衷心的感谢。

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