自动化专业系列教材：嵌入式Linux开发基础与工程应用

嵌入式开发是目前市场上一个较为热门的学习和研究的技术方向，相关领域专题图书较为丰富，从传统技术领域的8位、32位单片机相关技术图书，到现在较为新颖的基于各种嵌入式系统如uCOSⅡ、WinCE、Vxworks、Linux等各种书籍，可以说琳琅满目，数不胜数。这对于广大技术爱好者来说，确实是一件值得高兴的事情，一方面说明此类技术具有相当的市场需求，另外一方面嵌入式系统相关开发技术确实有望在以后相当长的一段时间内引领技术发展的潮流。
在嵌入式技术开发领域内，嵌入式Linux相关开发人员是一个较为活跃的团体，国内也有大量的技术人员从事基于Linux平台的嵌入式系统开发。相对于商业操作系统如uCOS Ⅱ、VxWorks等，嵌入式Linux平台具有源代码开放、可定制性强，具有开源社区支持等显著性优点，同时Linux开发还存在开发技术门槛较高，可参考技术资料较少，技术人才培养不易等缺憾。然而瑕不掩瑜，Linux及类Unix系列操作系统本来就在桌面和服务器领域占据了相当的份额，近些年来Linux以蓬勃发展的态势在嵌入式系统领域取得了很大成功，从接口丰富的消费类电子产品到性能要求苛刻的工业控制系统，无不取得了令人瞩目的进展。

1 Linux系统使用介绍
1.1 Linux系统介绍
1.2 Linux系统基本安装
1.3 Linux基本操作命令与Shell环境介绍
本章小结

2 Linux系统应用程序开发
2.1 Linux编程简介
2.2 Linux应用程序开发环境
2.3 Linux系统程序开发实例分析
本章小结

3 Linux操作系统底层技术分析
3.1 操作系统引导程序
3.2 保护模式与底层系统程序开发
3.3 多种语言混合编程实例分析
3.4 保护模式中断概念与人机交互应用
本章小结

4 Linux内核程序设计
4.1 Linux内核编译与应用
4.2 内核模块程序设计
4.3 系统调用
4.4 进程调度原理与调度算法改进
4.5 文件系统增加实验
4.6 Linux系统时钟与定时机制
4.7 Linux系统中断
4.8 Linux系统驱动程序设计
本章小结

5 嵌入式Linux及其应用开发初步
5.1 嵌入式系统应用概述
5.2 嵌入式系统组成
5.3 基于SkyEye的嵌入式仿真开发环境构建与应用开发
本章小结

6 Linux工程开发应用案例
6.1 微型嵌入式Linux系统构造与应用开发
6.2 基于Linux的小型轮式机器人控制系统设计
6.3 基于RTLinux的实时运动控制系统案例分析
本章小结
参考文献

Shell是一种命令行接口，操作时除了可以用鼠标，还可以在Shell环境中输人命令。早期的计算机操作系统都只有命令行操作模式，现在非常流行的“图形用户界面（GUI）”的概念最早是由施乐公司“帕尔托研究中心（PA：RC）”的一名工程师提出来的，之后，苹果电脑公司出巨资购买其相应技术服务并加以改进，不久后，苹果公司就有了自己的GUI。
Linux从本质上说是由内核和Shell外壳结成的，漂亮的图形界面如gnome或kde只是Shell上的一个应用程序而已。一台Linux系统可以没有图形界面，但不能没有Shell。与Windows只有一种命令窗口不同，Lfinux中的Shell有多种，如bash、sh、csh等，各种Shell命令有少许不同，较为常用的是bash。
一个操作系统是由内核kernel和外壳Shell构成的。内核并没有规定一定要使用哪一种Shell，所以在Shell的发展过程中，出现了许多种Shell，就像一个国家中有许多方言一样。这在Windows中是难以理解的。
在没有安装图形界面的Linux系统中，开机就自动进入Shell环境。

　　嵌入式开发是目前市场上一个较为热门的学习和研究的技术方向，相关领域专题图书较为丰富，从传统技术领域的8位、32位单片机相关技术图书，到现在较为新颖的基于各种嵌入式系统如uCOSⅡ、 WinCE、VxWorks、IJnux等各种书籍，可以说琳琅满目，数不胜数。这对于广大技术爱好者来说，确实是一件值得高兴的事情，一方面说明此类技术具有相当的市场需求，另外一方面嵌入式系统相关开发技术确实有望在以后相当长的一段时间内引领技术发展的潮流。
　　在嵌入式技术开发领域内，嵌入式L5nux相关开发人员是一个较为活跃的团体，国内也有大量的技术人员从事基于I~inux平台的嵌入式系统开发。相对于商业操作系统如uCOSⅡ、VxWorks等，嵌入式Linux平台具有源代码开放、可定制性强，具有开源社区支持等显著性优点，同时Linux开发还存在开发技术门槛较高，可参考技术资料较少，技术人才培养不易等缺憾。然而瑕不掩瑜，Linux及类Unix系列操作系统本来就在桌面和服务器领域占据了相当的份额，近些年来Linux以蓬勃发展的态势在嵌入式系统领域取得了很大成功，从接口丰富的消费类电子产品到性能要求苛刻的工业控制系统，无不取得了令人瞩目的进展。
　　有鉴于此，本书主要着眼于介绍嵌入式IJnux系统在工程中的实际应用背景，内容包括三个模块共计六章。首先从Linux应用操作和基本编程技巧入手，介绍gcc编译和Makefile语法，进而介绍Linux系统编程较为常见的一些应用，包括文件操作、内存分配、多进程、串行通信、网络接口、GUI界面等部分。在第二个模块Linux内核开发技术中，有意识地引入了操作系统底层的一些知识，为内核开发做了必要的知识准备。在内核开发中引入了Linux内核基本组成如模块、中断、文件系统、设备驱动、系统调用、时钟机制等若干部分。这部分知识为读者以后从事嵌入式Linux系统开发提供了必要的技能储备。最后一个模块属于嵌入式Linux应用开发能力的培养和提升。嵌入式系统开发属于实践性非常强的技术环节，没有较长时间的实践积累，很难掌握其精髓。考虑到应用条件限制，在嵌入式Linux系统应用开发部分，书中介绍了著名的SkyEye开源操作系统仿真环境，对嵌入式开发的一些基本手段和过程给予直观的展示。