本书系统论述了基于ARM 处理器的嵌入式Linux 系统开发的原理、方法与实践。全书共14 章，包括Linux 概述与系统管理、Linux 编程工具及网络配置、Linux 脚本编程、Linux 内核开发基础和Linux 驱动开发基础与调试等内容。
本书融汇作者在Linux 系统教学、科研和实际项目研发中的经验，实践性强。在内容编排上，按照读者学习的一般规律，结合大量实例讲述，使读者能高效地掌握嵌入式Linux 系统的基本原理和应用方法。
本书既可作为高等院校相关专业的教材，也可作为从事嵌入式系统开发人员的参考用书。
第2版前言
近年来，嵌入式系统原理及应用课程在全国多所高校都有开设，我们编写的最早的一本教材《ARM9嵌入式开发基础与实例进阶》在2012年由清华大学出版社出版，本书也是在此基础上经过多年的教学和科研积累重新编写完成的。嵌入式系统原理及应用课程在不同的学校，教学内容差异很大，授课的侧重点也不同，如单片机（51、STM32）、微机原理、操作系统都可以归到嵌入式系统范畴。典型的嵌入式产品开发涉及内容很广，一本书很难覆盖。从近几年学生的就业情况来看，嵌入式应用软件开发、驱动开发、硬件设计的工作岗位较多，而且对应的领域呈现专业细分趋势。基于此，在教学过程中我们试图给学生一个全面的学习线路，让学生沿着这条线路学习，深入了解嵌入式领域。传统的嵌入式开发包括硬件设计、板级支持、应用程序开发、驱动程序开发等。
本书的内容主线：嵌入式操作系统Ubuntu的使用应用程序开发内核简单驱动程序开发。因为学时限制，对于大部分开设该课程的院校，其授课内容只能到第9章网络编程，这些内容相当于嵌入式系统学习的入门知识。而后面的内容，如内核、驱动程序开发，对于嵌入式系统整个体系又非常重要。通过前9章的课堂学习，部分学生觉得适合学习这门课，想继续该领域的研究，这些学生可以利用开发板完成内核驱动等相关知识的学习，掌握其核心内容。这次改版删除了比较难的知识点：块设备驱动和网络设备驱动。这些知识点涉及内容较多，限于篇幅，无法讲述清楚，对于已经熟练掌握了字符设备驱动的学生建议参考更为专业的资料学习。
本书第2版与第1版相比，主要的改动如下：一是操作系统由红帽5改为Ubuntu操作系统，目前Ubuntu操作系统在实际应用中更为普遍，支持也更友好，本书中所有的代码均用Ubuntu重新编译，同样适用于不同的ARM处理器平台；二是所有的代码在i.MX8平台验证通过，该平台由北京博创智联科技有限公司提供，i.MX8平台属于嵌入式人工智能教学科研平台，对于嵌入式的后续学习，如深度学习、人工智能和算法相关的课程都可以使用；三是结合现代教学手段讲解，书中重要知识点通过微课视频的方式呈现，让初学者快速上手，同时还提供程序代码、教学大纲、教学课件、开源工具、实验指导等配套 资源。
嵌入式系统开发涉及内容较多，只要坚持学习，有疑问之处通过多种方式解决，举一反三，相信一定能够掌握。
本书第1~5章由蒋洪波编写，第6~9章由程坤编写，第10~14章由冯新宇编写，全书由冯新宇负责统编，第4~9章视频讲解内容由程坤录制完成，其他视频内容由冯新宇录制完成。
在本书再版过程中得到了北京博创智联科技有限公司的大力支持，该公司提供了全套的实验平台，感谢蒋辉军研发总监的技术支持，陆海军总经理、张经纬副总经理的协调配合。特别感谢清华大学出版社盛东亮编辑多年给予的支持。
感谢广大读者的支持，希望本书对您的学习和工作有所帮助，也希望您把对本书的意见和建议反馈给我们。
作 者
2023年10月
第1版前言
嵌入式系统及其应用是一个庞大的知识体系，笔者在多年的授课过程中，也很难选择一本合适的书作为本科生的授课教材。结合课堂讲稿和学生的部分毕业设计内容，以及在学生学习过程中经常遇到的问题，笔者整理成本书《嵌入式Linux系统开发基于ARM处理器通用平台》，之所以这么命名，是打破了以前ARM9体系或者ARM11体系的框架。Linux操作系统在ARM9之上的处理器均有较好的兼容，读者稍加修改，代码就能应用，所以命名时就回避了某一款处理器的限定。关于嵌入式有太多的内容可以介绍，本书侧重应用，并介绍了当前嵌入式的发展。
嵌入式系统无疑是当前热门、很有发展前途的IT应用领域。嵌入式系统用在某些特定的专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时还对实时响应等要求很高。特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更突显重要。像我们平时常见的手机、PDA、电子字典、可视电话、数字相机、数字摄像机、机顶盒、高清电视、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航空航天设备等都是典型的嵌入式系统。
嵌入式系统是软硬件结合的产品，从事嵌入式开发的人员主要分为如下两类。
一类是无线电相关专业出身的人员，如电子工程、通信工程等专业出身的人员，主要从事硬件设计，有时需要开发一些与硬件关系密切的底层软件（如BootLoader、Board Support Package）、初级的硬件驱动程序等。他们的优势是对硬件原理非常清楚，不足是他们更擅长定义各种硬件接口，但对复杂的软件系统往往力不从心（如嵌入式操作系统原理和复杂的应用软件等）。
另一类是软件、计算机专业出身的人员，主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开 发。如果学软件的人员对硬件原理和接口有较好的掌握，也完全可以编写BSP和硬件驱动程序。嵌入式硬件设计完成后，各种功能就全靠软件来实现。嵌入式设备的增值很大程度上取决于嵌入式软件，设备越智能，系统越复杂，软件的作用也就越关键，这是目前的发展趋势。
目前，国内外嵌入式的相关人才都很稀缺。一方面，该领域入门门槛较高，不仅要了解较底层的软件（如操作系统级、驱动程序级软件），对软件专业水平要求较高（如嵌入式系统对软件设计的时间和空间效率要求较高），而且还必须熟悉硬件的工作原理，所以非专业IT人员很难切入这一领域；另一方面，该领域较新，发展太快，很多软、硬件技术出现时间不长或正在出现（如ARM处理器、嵌入式操作系统、MPEG技术、无线通信协议等），掌握这些新技术的人较少。嵌入式人才稀缺的根本原因可能是大多数人无条件接触该领 域，这需要相应的嵌入式开发板和软件，另外需要有经验的人员进行开发流程的指导。
与企业计算等应用软件的开发人员不同，嵌入式领域人才的工作强度通常较低，收入却很高。而从事企业应用软件的IT人员，开发完这个用户的系统，又要去开发下个用户的系统，并且每个用户的需求和完成时间都必须按客户要求改变，往往疲于奔命，重复劳动。相比而言，开发嵌入式系统的公司，都有自己的产品计划，按自己的节奏行事，所开发的产品通常是通用的，不会因客户的不同而修改（或只是对软件进行一些小修补）。某一型号的产品开发完成后，往往有较长的一段空闲时间，可进行充电和休整。另外，从事嵌入式软件开发的人员的工作范围相对狭窄，所涉及的专业技术范围比较小（如ARM、RTOS、MPEG、802.11等），随着时间的累积，经验也逐渐累积，寥寥数语的指导就足够让初学者琢磨半年。如果从事应用软件开发，可能不同的客户的软件开发平台也完全不同，这会使得开发工作也相对更加辛苦。
嵌入式开发更注重的是练习，而嵌入式系统开发设计最难的是入门，所涉及知识较多，初学者很难从纷杂的知识中快速上手学习，现在市面上用于嵌入式开发的学习板比比皆是，价格都比较低廉，读者可以购买一款相对通用的开发板，按照书中的操作练习，一步一步进行嵌入式开发的学习。任何知识的学习都是由浅入深，由感性认识到理性认识，掌握了本书的内容，相信读者一定能够掌握嵌入式入门开发的基本要领。
本书主要由冯新宇编写。此外，第11~15章由蒋洪波编写。参与编写的还有杨昕宇、刘宇莹、刘琳、史殿发、孟莹等。
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作 者
2017年4月
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