前言

Linux应用已从前几年的盲目推进和前一段的低迷期摆脱出来，更具理性、更重实效的Linux应用时代即将到来。在世界发达国家，Linux早已涉足政府办公、军事战略以及商业运作的方方面面。在我国，随着国民经济与社会信息化的进一步深入，Linux的应用在电子政务、电子商务等各个领域中也突显其不凡之处。Linux在我国起步较晚，随着Linux在各行各业的广泛成功应用，企业对Linux人才的需求也将持续扩大。巨大的人才需求，使人们感觉到了学习Linux的迫切性，也使一些商家看到了商机。Linux这个免费的开放源代码的操作系统正以狂风暴雨之势席卷整个世界，它不仅出现在企业服务器和专业怪才的讨论中，也开始在家用PC上生根。Linux的普及程度正在与日俱增。

另外，随着计算技术、通信技术的飞速发展，特别是互联网的迅速普及和3C（计算机、通信、消费电子）合一的加速，微型化和专业化成为发展的新趋势，嵌入式产品成为信息产业的主流。Linux从1991年问世到现在，短短的十几年时间已经发展成为功能强大、设计完善的操作系统之一；可运行在x86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC、Motorola、NEC、ARM等多种硬件平台，而且开放源代码，可以定制；可与各种传统的商业操作系统分庭抗争。越来越多的企业和研发机构都转向嵌入式Linux的开发和研究上，在新兴的嵌入式操作系统领域内也获得了飞速发展。

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可裁剪，适用于系统对功能、可靠性、成本、功耗严格要求的专用计算机系统。实时性是嵌入式系统的基本要求，其次，还要求代码小、速度快、可靠性高。嵌入式Linux（Embedded Linux）是指对Linux经过裁剪小型化后，可固化在存储器或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。嵌入式Linux的开发和研究已经成为目前操作系统领域的一个热点。与其他嵌入式操作系统相比，Linux的特点如下：

第一，Linux系统是层次结构且内核完全开放。Linux是由很多体积小且性能高的微内核系统组成。在内核代码完全开放的前提下，不同领域和不同层次的用户可以根据自己的应用需求方便地对内核进行改造，低成本地设计和开发出满足自己需求的嵌入式系统。

第二，强大的网络支持功能。Linux诞生于因特网时代并具有UNIX的特性，保证了它支持所有标准因特网协议，并且可以利用Linux的网络协议栈将其开发成为嵌入式的TCP／IP网络协议栈。此外，Linux还支持ext2、fat16、fat32、romfs等文件系统，为开发嵌入式系统应用打下了很好的基础。

第三，Linux具备一整套工具链，容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境，可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具的障碍。Linux也符合IEEE POSIX.1标准，使应用程序具有较好的可移植性。

传统的嵌入式开发的程序调试和调试工具是用在线仿真器（ICE）实现的。它通过取代目标板的微处理器，给目标程序提供一个完整的仿真环境，完成监视和调试程序；但一般价格比较昂贵，只适合做非常底层的调试。使用嵌入式Linux，一旦软硬件能够支持正常的串口功能，即使不用仿真器，也可以很好地进行开发和调试工作，从而节省了一笔不小的开发费用。嵌入式Linux为开发者提供了一套完整的工具链（tool chain）。它利用GNU的gcc作为编译器，用gdb、kgdb、xgdb作为调试工具，能够很方便地实现从操作系统到应用软件各个级别的调试。

第四，Linux具有广泛的硬件支持特性。无论是RISC还是CISC、32位还是64位等各种处理器，Linux都能运行。Linux通常使用的微处理器是Intel x86芯片家族，但它同样能运行于Motorola公司的68K系列CPU和IBM、Apple、Motorola公司的PowerPC CPU以及Intel公司的StrongARM CPU等处理器。Linux支持各种主流硬件设备和最新硬件技术，甚至可以在没有存储管理单元（MMU）的处理器上运行。这意味着嵌入式Linux将具有更广泛的应用前景。

因此，笔者认为，Linux操作系统不仅是计算机专业中网络专业、软件专业学生的必修课，也是电子专业，特别是嵌入式系统设计专业学生的必修课。在本书的安排中，我们强调字符命令的学习，而非图形界面的学习。这是因为我们的目标是培养Linux服务器系统管理人才或嵌入式系统开发应用人才，而不是一般的桌面应用。对于通用操作系统的桌面应用，Linux系统还不具备与Windows系统对抗的优势。

本教材是编者几年来的教学经验的积累，每讲都有企业项目场景、教学目标和实验指导，这3部分是每讲的核心。技术环节的详细说明和解释放在每讲的引言中和最后的附录中。企业场景的设计是根据实际的需求编制的，并非一成不变，教师可根据自己的经验修改，这里只是起到抛砖引玉的作用。

参加编写的人员还有杨帆、乐斌、钟晓强、邵振翔、孙雄英、吴冬燕等。

在写作过程中，参考了国内外许多专家、学者发表的论文和著作等资料，在此表示衷心的感谢！

编者

2011年12月