崁入式软件设计之思想与方法

**篇 基础方法篇第1章 程序基础1.1 设计高性能程序的必要性31.1.1 设计高性能程序的必要性31.1.2 嵌入式软件的设计范畴31.1.3 嵌入式软件的分层结构61.2 嵌入式软件的程序设计要求81.2.1 代码结果的要求91.2.2 代码形式的要求101.3 嵌入式软件开发的基本思路和原则101.3.1 系统分析，定义接口111.3.2 函数实现，优化算法121.3.3 清理代码，补充注释141.3.4 测试修订，完善文档 141.4 程序实例剖析141.4.1 正确理解栈141.4.2 内存泄漏181.4.3 消除编译依赖181.4.4 消除潜在隐患201.4.5 规范实现范例211.4.6 性能优化231.5 程序设计其他注意点301.5.1 谨慎使用“宏”301.5.2 正确理解预定义宏341.5.3 避免歧义37第2章 多任务操作系统2.1 板级支持包402.2 嵌入式操作系统与实时性402.2.1 嵌入式操作系统412.2.2 实时操作系统422.3 多任务概述422.3.1 进程、线程与任务432.3.2 何时需要多任务442.3.3 任务状态的转换502.3.4 进程调度与调试算法512.3.5 任务相关的API512.4 进程间共享代码与可重入性532.4.1 共享代码532.4.2 共享代码可重入性问题532.4.3 使用私有数据552.4.4 使用临界区数据572.5 线程间通信572.5.1 共享数据结构572.5.2 互斥592.5.3 信号量602.5.4 临界区与信号量的实现实例63第3章 硬件基础3.1 ARM743.1.1 ARM编程模式753.1.2 ARM指令概述783.1.3 ARM异常及处理803.2 MIPS863.2.1 MIPS编程模式873.2.2 MIPS指令概述903.2.3 MIPS中断与异常953.3 接口基础983.3.1 总线概述993.3.2 I2C总线1053.3.3 PCI总线1083.3.4 设备模型1153.3.5 一个IDE控制器设备实例117第二篇驱动模型篇第4章 驱动的通用模型4.1 设备驱动的作用1214.2 驱动类型1234.2.1 Linux中的驱动类型1234.2.2 WinCE中的驱动类型1254.2.3 VxWorks中的驱动类型1254.3 设备驱动的通用模型1264.3.1 模块部分的驱动1264.3.2 设备的驱动例程127第5章 VxWorks的驱动模型5.1 VxWorks的I/O系统1315.1.1 I/O系统概述1315.1.2 文件名与设备1335.1.3 基本I/O1345.1.4 缓冲I/O1365.1.5 格式化I/O1365.2 VxWorks的驱动及其内部结构1375.2.1 驱动的安装、驱动表1385.2.2 设备的创建、设备链表1405.2.3 文件的打开、文件描述符表1425.2.4 文件的读、写、控制和关闭操作143第6章 Linux的驱动模型6.1 Linux的驱动加载方式1456.1.1 内核驱动模块与模块化驱动1456.1.2 模块化驱动的加载与卸载1466.2 Linux的驱动架构1476.2.1 一个*简单的内核驱动1486.2.2 一个*简单的模块驱动1516.2.3 Linux驱动中注册驱动1536.2.4 Linux系统中的设备文件1546.3 Linux字符型设备驱动1556.3.1 驱动的加载与清理1556.3.2 中断的申请与释放156第7章 WinCE的驱动模型7.1 WinCE驱动类型1587.2 设备管理器及其驱动模型159第三篇BSP/OAL篇第8章 BSP的基本概念8.1 BSP与驱动1618.2 BSP开发的目标任务162第9章 BSP的设计要素9.1 中断处理1639.1.1 物理中断号与逻辑中断号1639.1.2 CPU中断与中断控制器扩展1649.1.3 中断源的查找1659.1.4 中断处理线程1669.2 CPU异常1669.2.1 异常向量表1679.2.2 向量表的安装1739.2.3 异常处理代码实例1779.3 硬件I/O的访问1889.3.1 避免使用绝对物理地址1889.3.2 内存一致性问题1929.3.3 I/O访问的刷新198第10章 Linux的启动过程10.1 Linux的启动流程19910.2 Linux的启动过程简介20110.2.1 _stext函数20110.2.2 start_kernel函数20310.2.3 setup_arch函数20410.2.4 trap_init函数20410.2.5 init_IRQ函数20510.2.6 sched_init函数20510.2.7 do_initcalls函数20510.2.8 init函数20610.2.9 init程序207第11章 WinCE的设计11.1 WinCE OS平台开发简介20911.1.1 WinCE平台的开发流程20911.1.2 WinCE内核结构21111.1.3 WinCE设计中的一些名词术语21211.2 WinCE BSP开发21311.2.1 启动装载器21311.2.2 OAL开发21511.2.3 WinCE配置文件21911.3 WinCE设备驱动的开发流程22111.3.1 设备驱动源代码22111.3.2 修改配置文件22211.3.3 向OS平台注入驱动223第四篇扩展篇第12章 理解程序的内部结构12.1 x86汇编及其程序结构22612.1.1 x86程序段定义22712.1.2 关联段寄存器、确定段的种类23012.1.3 段组伪指令23012.2 嵌入式系统中的程序结构23112.2.1 嵌入式系统中执行程序的映像23112.2.2 链接器与命令脚本23612.3 ELF文件格式24112.3.1 ELF文件格式概述24112.3.2 ELF文件格式分析器248第13章 嵌入式系统的设计思想13.1 直截了当的思想26213.2 层次化的思想26713.3 循序渐进的思想26913.4 实践是*好的老师26913.5 团队协作意识27013.6 大胆尝试与积极创新270结 束 语272参考文献273插图索引图11 嵌入式软件的分层结构7图21 VxWorks中的任务状态转换图50图22 驱动中的可重入性问题154图23 驱动中的可重入性问题256图24 使用共享数据区访问临界区的例子58图31 ARM程序状态寄存器格式77图32 MIPS CPU寄存器88图33 MIPS FPU寄存器90图34 I2C数据位的传输106图35 I2C起始条件和停止条件106图36 I2C总线数据传输时序图107图37 PCI CONFIGADDRESS寄存器格式113图38 PCI类型0配置空间头部114图39 ITE8172 IDE控制器框图 118图51 驱动在系统中的层次结构132图52 VxWorks I/O系统的调用关系133图53 VxWorks驱动安装140图54 VxWorks设备添加141图55 VxWorks文件打开142图56 文件读操作的I/O控制流程143图61 Linux驱动与操作系统核心之间的关系147图71 WinCE驱动内部框图158图72 WinCE系统中应用程序与设备驱动的交互160图91 驱动程序中完整的中断处理架构164图92 IT8172G中断控制器内部框图177图101 Linux启动流程框图200图102 Linux启动执行过程细节201图111 WinCE OS开发的工作流程210图112 WinCE的内部层次结构211图113 WinCE BSP框图214图121 x86汇编段结构228图122 宏汇编中的段链接映像230图123 x86段组定义 231图124 节的简单格式237图125 节的完整定义239图126 口(ENTRY)的定义240图127 ELF目标文件格式242插表索引表31 ARM寄存器组织结构75表32 ARM状态寄存器的模式位78表33 ARM异常处理的入口地址81表34 ARM异常的优先级86表35 MIPS系统控制寄存器CP088表36 MIPS32/MIPS64装入/存储指令所支持的数据类型91表37 MIPS对齐的装入存储指令91表38 MIPS非对齐的装入存储指令91表39 MIPS原子更新的装入存储指令92表310协处理器装入存储指令92表311 MIPS立即数操作的算术指令92表312 MIPS三操作数算术指令92表313 MIPS二操作数算术指令93表314 MIPS移位指令93表315 MIPS乘除法指令94表316 MIPS 256M区域内无条件跳转指令95表317 MIPS PC相对的条件转移指令95表318 MIPS的中断、状态及缘由寄存器的映射关系96表319 MIPS异常向量的基地址97表320 MIPS异常向量的偏移地址97表321 I2C总线术语定义105表322 PCI总线命令110表323 ITE8172 IDE控制器的PCI配置寄存器119表324 ITE8172 IDE总线主设备IDE输入/输出寄存器119表325 IDE命令寄存器120表111 WinCE常见的映像配置文件219表121字符串表简单例子246表122对字符串表索引所得到的字符串246