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从实践中学嵌入式Linux C编程

作译者：华清远见嵌入式学院

出版时间：2012-03 千字数：506 版次：01-01 页数：312

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121158834

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目  录
第1章　嵌入式Linux C语言开发工具	1
1.1  嵌入式Linux C语言概述	2
1.1.1  C语言简史	2
1.1.2  C语言特点	3
1.1.3  嵌入式Linux C语言编程环境	3
1.2  嵌入式Linux编辑器vi的使用	4
1.2.1  vi的基本模式	5
1.2.2  vi的基本操作	5
1.2.3  vi的使用实例分析	9
1.3  嵌入式Linux编译器GCC的使用	10
1.3.1  GCC概述	10
1.3.2  GCC编译流程分析	11
1.3.3  GCC警告提示	14
1.3.4  GCC使用库函数	16
1.3.5  GCC代码优化	18
1.4  嵌入式Linux调试器GDB的使用	18
1.4.1  GDB使用实例	18
1.4.2  设置/删除断点	22
1.4.3  数据相关命令	23
1.4.4  调试运行环境相关命令	23
1.4.5  堆栈相关命令	24
1.5  make工程管理器	24
1.5.1  Makefile基本结构	25
1.5.2  Makefile变量	27
1.5.3  Makefile规则	30
1.5.4  make使用	31
1.6  Eclipse集成开发环境	32
1.6.1  Eclipse 简介	32
1.6.2  Eclipse相关术语	32
1.6.3  安装Eclipse集成开发环境（假设宿主机环境为ubuntu10.10）	34
1.6.4  Eclipse的使用	34
1.7  本章小结	45
1.8  本章习题	45
第2章  嵌入式Linux C语言基础	47
2.1  ANSI C与GNU C	48
2.1.1  ANSI C简介	48
2.1.2  GNU C简介	48
2.2  基本数据类型	49
2.2.1  整型家族	49
2.2.2  实型家族	52
2.2.3  字符型家族	53
2.2.4  枚举家族	54
2.2.5  指针家族	55
2.3  变量与常量	57
2.3.1  变量的定义	57
2.3.2  typedef	65
2.3.3  常量定义	66
2.4  运算符与表达式	67
2.4.1  算术运算符和表达式	68
2.4.2  赋值运算符和表达式	70
2.4.3  逗号运算符和表达式	72
2.4.4  位运算符和表达式	72
2.4.5  关系运算符和表达式	75
2.4.6  逻辑运算符和表达式	76
2.4.7  sizeof操作符	79
2.4.8  条件运算符（?）	79
2.4.9  运算符优先级总结	80
2.5  程序结构和控制语句	82
2.5.1  C语言程序结构	82
2.5.2  C语言控制语句	83
2.6  数组、结构体和指针	91
2.7  函数	115
2.7.1  概述	115
2.7.2  函数定义和声明	116
2.7.3  函数的参数、返回值和调用方法	118
2.8  _attribute_机制介绍	120
2.9  系统调用和应用程序编程接口	128
2.9.1  系统调用	128
2.9.2  应用程序编程接口	128
2.9.3  系统命令	129
2.10  本章小结	129
2.11  本章习题	130
第3章　嵌入式Linux C语言高级用法	131
3.1  预处理	132
3.1.1  预定义	132
3.1.2  文件包含	138
3.1.3  条件编译	139
3.2  C语言中的内存分配	141
3.2.1  C语言程序所占内存分类	141
3.2.2  堆和栈的区别	142
3.3  程序的可移植性考虑	143
3.3.1  字长和数据类型	143
3.3.2  数据对齐	144
3.3.3  字节顺序	144
3.4  C和汇编的接口	145
3.4.1  内嵌汇编的语法	145
3.4.2  编译器优化介绍	149
3.4.3  C语言关键字volatile	149
3.4.4  memory描述符	149
3.5  本章小结	150
3.6  本章习题	150
第4章　嵌入式Linux C内核常用数据结构	151
4.1  链表	152
4.1.1  单向链表	152
4.1.2  双向链表	156
4.1.3  循环链表	158
4.1.4  ARM Linux中链表使用实例	158
4.2  树、二叉树、平衡树	161
4.2.1  树的定义	161
4.2.2  二叉树	161
4.2.3  平衡树	169
4.2.4  ARM Linux中红黑树使用实例	171
4.3  哈希表	173
4.3.1  哈希表的概念及作用	173
4.3.2  哈希表的构造方法	174
4.3.3  哈希表的处理冲突方法	177
4.3.4  ARM Linux中哈希表使用实例	178
4.4  本章小结	180
4.5  本章习题	180
第5章　嵌入式Linux文件操作	181
5.1  Linux文件系统概述	182
5.1.1  虚拟文件系统	182
5.1.2  通用文件模型	183
5.1.3  Linux下的设备文件	188
5.2  Linux下的I/O操作	189
5.2.1  不带缓存的文件I/O操作	189
5.2.2  标准I/O	200
5.3  Linux下对文件和目录的操作	206
5.3.1  文件类型	206
5.3.2  文件访问权限	207
5.3.3  获取文件属性	207
5.3.4  修改文件访问权限	209
5.3.5  创建目录	210
5.3.6  创建链接文件	210
5.3.7  删除文件	211
5.3.8  重命名文件	211
5.4  嵌入式Linux串口应用开发	212
5.4.1  串口概述	212
5.4.2  串口设置详解	213
5.4.3  串口使用详解	218
5.5  本章小结	221
5.6  本章习题	221

第6章　嵌入式Linux进程和线程编程	222
6.1  Linux进程概述	223
6.1.1  进程描述符及任务结构	223
6.1.2  进程的调度	226
6.1.3  Linux中的线程	227
6.2  Linux进程控制相关API	227
6.3  ARM Linux进程间通信	234
6.3.1  管道通信	235
6.3.2  信号通信	237
6.3.3  共享内存	242
6.3.4  消息队列	244
6.4  ARM Linux线程相关API	247
6.5  Linux守护进程	252
6.5.1  守护进程概述	252
6.5.2  编写规则	253
6.5.3  守护进程实例	255
6.6  本章小结	256
6.7  本章习题	256
第7章　网络通信相关的C语言应用	257
7.1  TCP/IP协议简介	258
7.1.1  TCP/IP的分层模型	258
7.1.2  TCP/IP分层模型的特点	259
7.1.3  TCP/IP核心协议	261
7.2  套接字的基本知识	264
7.2.1  套接字概述	264
7.2.2  地址结构和字节序	264
7.3  套接字相关的API及应用	269
7.3.1  socket函数	269
7.3.2  bind函数	270
7.3.3  connect函数	271
7.3.4  listen函数	273
7.3.5  accept函数	273
7.3.6  send、recv函数	275
7.3.7  sendto和recvfrom函数	275
7.3.8  close和shutdown函数	276
7.3.9  setsockopt和getsockopt函数	277
7.3.10  getpeername函数	278
7.3.11  gethostname函数	278
7.3.12  编程实例	278
7.4  套接字高级编程	282
7.5  本章小结	286
7.6  本章习题	286
附录A  嵌入式Linux C函数快速参考	287

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挡。而嵌入式系统正是这些产业应用技术中最核心的部分。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，成为当前最热门、最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，各大学、高职高专院校开始纷纷开设嵌入式专业。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最新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。通过细致的整理和分析，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嵌入式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Linux C编程》
	《从实践中学嵌入式Linux应用程序开发》
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嵌入式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Linux C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》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。
作为嵌入式Linux开发的主要编程语言，C语言是嵌入式开发工程师的必备基础。本书从嵌入式Linux环境下C语言的开发工具入手，通过大量的代码和实例分析，引领读者逐步掌握嵌入式Linux平台上C语言编程的核心知识和技能。
全书共7章，第1章介绍了嵌入式Linux下常用的C语言开发工具，为后面的学习打下基础。
第2章和第3章讲解了嵌入式Linux C语言的基础和高级编程的经验技巧。
第4章介绍了嵌入式Linux内核中常见的数据结构。
第5章为文件操作，主要讲述了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6章为进程/线程编程，主要讲解了Linux系统下进程的基本概念与进程管理相关的系统调用、进程间通信的方法和多线程编程的知识。
第7章为网络通信相关的C语言应用，主要讲解了Linux环境下网络编程方法。涉及网络的非阻塞访问、异步处理、多路复用等具体实现。
本书由华清远见嵌入式学院金牌讲师曾宏安编著。本书的完成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做出了贡献，刘洪涛、冯利美、曹忠明、程姚根、季久峰、温尚书、贾燕枫、方琳琳、沈静、冯瑜、杨曼、王利丽、李媛媛、张丹、刘晶晶、王丽丽、谭翠君、关晓强、王彦红等老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，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。对于本书的批评和建议，可以发到www.embedu.org技术论坛。

编著者
2012年1月

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