嵌入式Linux与物联网软件开发 C语言内核深度解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱有鹏，张先凤 著

图书标签:

• 嵌入式Linux
• 物联网
• C语言
• 内核
• 软件开发
• 嵌入式系统
• Linux编程
• 物联网开发
• 技术
• 编程

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115432940

版次：1

商品编码：12068656

品牌：异步图书

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-11-01

用纸：胶版纸

页数：237

正文语种：中文

编辑推荐

　　针对性强：面向嵌入式Linux内核源码、底层驱动软件开发等技术方向。
　　精华原创：凝结作者多年研发及教学经验，帮助读者真正深度理解难点。
　　求职必读：详解常见面试题，完全应对 “嵌入式软件工程师”岗位需求。

内容简介

　　本书的原型思想和内容，发源于朱有鹏老师早些年的研发和学习经历，发展于后来数年的线下培训授课经历，并成熟于视频课程《C语言高级专题》（隶属于《朱有鹏老师嵌入式Linux核心课程》系列视频课程的第4部分）。本书正是基于这套视频课程的课件整理而来，参与各章节整理和编写的都是学习了视频课程的学生，由朱有鹏老师和张先凤老师检验并完善成书。这些参与编写的同学有的已经工作数年、有的则尚未走出大学校园。选择他们合作创作本书，就是为了告诉读者：做技术并不要求你天赋异禀，只需要你感兴趣、愿意去探索和练习，你也可以成功。

作者简介

　　朱有鹏，互联网课程《朱老师物联网大讲堂》创始人、杰出讲师；51CTO学院杰出讲师、CSDN技术专家、国内物联网教育领域先驱；具有大型企业级项目研发经验和丰富的教学经验。授课风趣幽默、条理清晰、通俗易懂，对知识有自己独到见解。能举一反三，发散学生的思维，指引学生发掘适合自己的学习方法。

　　张先凤，《朱老师物联网大讲堂》联合创始人、杰出讲师；长期从事企业级物联网项目研发和物联网相关教学工作，对物联网各关键环节技术均有所涉猎，对物联网未来发展和教学有着独特见解，立志长期扎根物联网相关研发和教学工作。

目录

第1 章　C 语言与内存… ……………………………………………………………………… １
1．1　引言…………………………………………………………………………………………………　1
1．2　计算机程序运行的目的……………………………………………………………………………　1
1．2．1　什么是程序… ……………………………………………………………………………………　1
1．2．2　计算机运行程序的目的…………………………………………………………………………　1
1．2．3　静态内存SRAM 和动态内存DRAM…………………………………………………………2
1．2．4　冯·诺伊曼结构和哈佛结构… ………………………………………………………………3
1．2．5　总结：程序运行为什么需要内存呢……………………………………………………………4
1．2．6　深入思考：如何管理内存（无OS 时，有OS 时）… ………………………………………4
1．3　位、字节、半字、字的概念和内存位宽…………………………………………………………　5
1．3．1　深入了解内存（硬件和逻辑两个角度）… ……………………………………………………5
1．3．2　内存的逻辑抽象图（内存的编程模型）… ……………………………………………………6
1．3．3　位和字节…………………………………………………………………………………………7
1．3．4　字和半字…………………………………………………………………………………………7
1．3．5　内存位宽（硬件和逻辑两个角度）… …………………………………………………………7
1．4　内存编址和寻址、内存对齐………………………………………………………………………　8
1．4．1　内存编址方法… …………………………………………………………………………………8
1．4．2　关键：内存编址是以字节为单位………………………………………………………………8
1．4．3　内存和数据类型的关系…………………………………………………………………………9
1．4．4　内存对齐………………………………………………………………………………………　10
1．5　C语言如何操作内存… ……………………………………………………………………………　10
1．5．1　C 语言对内存地址的封装……………………………………………………………………　10
1．5．2　用指针来间接访问内存………………………………………………………………………　11
1．5．3　指针类型的含义………………………………………………………………………………　12
1．5．4　用数组来管理内存……………………………………………………………………………　12
1．6　内存管理之结构体…………………………………………………………………………………　14
1．6．1　数据结构这门学问的意义… …………………………………………………………………　14
1．6．2　最简单的数据结构：数组…………………………………………………………………… 141
6．3 数组的优缺点…………………………………………………………………………………　14
1．6．4　结构体隆重登场………………………………………………………………………………　14
1．6．5　题外话：结构体内嵌指针实现面向对象……………………………………………………　15
1．7　内存管理之栈（stack）… ………………………………………………………………………　15
1．7．1　什么是栈… ……………………………………………………………………………………　15
1．7．2　栈管理内存的特点（小内存、自动化）… …………………………………………………　16
1．7．3　栈的应用举例：局部变量和函数调用………………………………………………………　16
1．7．4　栈的约束（预定栈大小不灵活，怕溢出）… ………………………………………………　17
1．8　内存管理之堆………………………………………………………………………………………　18
1．8．1　什么是堆… ……………………………………………………………………………………　18
1．8．2　堆管理内存的特点（大块内存、手工分配/ 使用/ 释放）…………………………………　18
1．8．3　C 语言操作堆内存的接口（malloc/free）… ………………………………………………　18
1．8．4　堆的优势和劣势（管理大块内存、灵活、容易内存泄漏）… ……………………………　19
1．8．5　静态存储区……………………………………………………………………………………　19
课后题…　…………………………………………………………………………………………………　19
第2　章 C 语言位操作… ………………………………………………………………………21
2．1　引言…………………………………………………………………………………………………　21
2．2　常用位操作符………………………………………………………………………………………　21
2．2．1　位与（&）………………………………………………………………………………………　21
2．2．2　位或（|）… ……………………………………………………………………………………　22
2．2．3　位取反（~）……………………………………………………………………………………　23
2．2．4　位异或（^）……………………………………………………………………………………　24
2．2．5　左移位（<<）…………………………………………………………………………………　25
2．2．6　右移位（>>）…………………………………………………………………………………　26
2．3　位操作与寄存器……………………………………………………………………………………　26
2．3．1　寄存器的操作…………………………………………………………………………………　26
2．3．2　寄存器特定位清零用&………………………………………………………………………　27
2．3．3　寄存器特定位置1 用|… ……………………………………………………………………　27
2．3．4　寄存器特定位取反用~………………………………………………………………………　27
2．4　位运算构建特定二进制数…………………………………………………………………………　28
2．4．1　使用移位获取特定位为1 的二进制数………………………………………………………　28
2．4．2　结合位取反获取特定位为0 的二进制数……………………………………………………　29
2．4．3　总结……………………………………………………………………………………………　29
2．5　位运算实战演练1… ………………………………………………………………………………　30
2．5．1　给定整型数a，设置a 的bit3，保证其他位不变…………………………………………　30
2．5．2　给定整型数a，设置a 的bit3~bit7，保持其他位不变… ………………………………　30
2．5．3　给定整型数a，清除a 的bit15，保证其他位不变… …………………………………… 302
5．4 给定整型数a，清除a 的bit15~bit23，保持其他位不变… ……………………………　31
2．5．5　给定整型数a，取出a 的bit3~bit8… ……………………………………………………　31
2．5．6　用C 语言给寄存器a 的bit7~bit17 赋值937（其余位不受影响）………………………　31
2．6　位运算实战演练2… ………………………………………………………………………………　32
2．6．1　用C 语言将寄存器a 的bit7~bit17 中的值加17（其余位不受影响）……………………　32
2．6．2　用C 语言给寄存器a 的bit7~bit17 赋值937，同时给bit21~bit25 赋值17… ………　32
2．7　技术升级：用宏定义来完成位运算………………………………………………………………　33
2．7．1　直接用宏来置位………………………………………………………………………………　33
2．7．2　直接用宏来复位………………………………………………………………………………　33
2．7．3　截取变量的部分连续位………………………………………………………………………　33
课后题…　…………………………………………………………………………………………………　34
第3　章 指针才是C 语言的精髓… …………………………………………………………　36
3．1　引言…………………………………………………………………………………………………　36
3．2　指针到底是什么……………………………………………………………………………………　37
3．2．1　普通变量………………………………………………………………………………………　37
3．2．2　指针变量………………………………………………………………………………………　37
3．2．3　变量空间的首字节地址，作为整个空间的地址……………………………………………　38
3．2．4　指针变量的类型作用…………………………………………………………………………　38
3．2．5　为什么需要指针………………………………………………………………………………　39
3．2．6　高级语言如Java、C# 的指针到哪里去了… ……………………………………………　39
3．2．7　指针使用之三部曲……………………………………………………………………………　40
3．3　理解指针符号………………………………………………………………………………………　40
3．3．1　星号* 的理解…………………………………………………………………………………　40
3．3．2　取地址符& 的理解… ………………………………………………………………………　41
3．3．3　指针变量的初始化和指针变量赋值之间的区别……………………………………………　41
3．3．4　左值与右值……………………………………………………………………………………　41
3．3．5　定义指针后，需要关心的一些内容…………………………………………………………　42
3．4　野指针与段错误问题………………………………………………………………………………　43
3．4．1　什么是野指针…………………………………………………………………………………　43
3．4．2　野指针可能引发的危害………………………………………………………………………　44
3．4．3　野指针产生的原因……………………………………………………………………………　44
3．4．4　如何避免野指针………………………………………………………………………………　45
3．4．5　NULL 到底是什么……………………………………………………………………………　45
3．4．6　段错误产生的原因汇总………………………………………………………………………　46
3．5　const关键字与指针… ……………………………………………………………………………　46
3．5．1　什么是const… ………………………………………………………………………………　46
3．5．2　const 对于普通变量的修饰………………………………………………………………… 463
5．3 const 修饰指针的三种形式…………………………………………………………………　46
3．5．4　const 的变量真的不能改吗…………………………………………………………………　47
3．5．5　为什么要用const……………………………………………………………………………　48
3．5．6　有关变量和常量的探讨………………………………………………………………………　48
3．6　深入学习数组………………………………………………………………………………………　49
3．6．1　为什么需要数组………………………………………………………………………………　49
3．6．2　从编译器角度理解数组………………………………………………………………………　49
3．6．3　从内存角度理解数组…………………………………………………………………………　49
3．6．4　一位数组中几个关键符号的理解……………………………………………………………　50
3．7　指针与数组的天生“姻缘”………………………………………………………………………　50
3．7．1　如何使用指针访问数组………………………………………………………………………　50
3．7．2　从内存角度理解指针访问数组的实质………………………………………………………　51
3．7．3　指针与数组类型的匹配问题…………………………………………………………………　51
3．7．4　总结：指针类型决定了指针如何参与运算…………………………………………………　51
3．8　指针类型与强制类型转换…………………………………………………………………………　52
3．8．1　变量数据类型的作用…………………………………………………………………………　52
3．8．2　数据的存入和读取……………………………………………………………………………　53
3．8．3　普通变量的强制转换…………………………………………………………………………　53
3．8．4　指针变量数据类型的含义……………………………………………………………………　56
3．8．5　指针变量数据类型的强制转换………………………………………………………………　56
3．9　指针、数组与sizeof运算符… ……………………………………………………………………　57
3．9．1　char str[]="hello"; sizeof(str) ，sizeof(str[0]) ，strlen(str)…………………………　58
3．9．2　char str[]="hello"; char *p=str; sizeof(*p) ……………………………………………　58
3．9．3　int b[100]; sizeof(b)… ……………………………………………………………………　58
3．9．4　数组的传参……………………………………………………………………………………　58
3．9．5　#define 和typedef 的区别…………………………………………………………………　59
3．10　指针与函数传参… ………………………………………………………………………………　60
3．10．1　普通传参… …………………………………………………………………………………　60
3．10．2　传递地址（指针）……………………………………………………………………………　61
3．10．3　传递数组… …………………………………………………………………………………　61
3．10．4　传递结构体… ………………………………………………………………………………　61
3．10．5　传递普通值和传递地址的异同，以及传递地址（指针）应该遵循的原则… …………　62
3．11　输入型参数与输出型参数… ……………………………………………………………………　62
3．11．1　函数为什么需要传参和返回值… …………………………………………………………　62
3．11．2　函数传参中为什么使用const 指针… ……………………………………………………　64
3．11．3　总结… ………………………………………………………………………………………　65
课后题…　………………………………………………………………………………………………… 65
第4 章 C 语言复杂表达式与指针高级应用………………………………………………　67
4．1　引言…………………………………………………………………………………………………　67
4．2　指针数组与数组指针………………………………………………………………………………　67
4．2．1　简单理解指针数组与数组指针………………………………………………………………　67
4．2．2　分析指针数组与数组指针的表达式…………………………………………………………　68
4．3　函数指针与typedef… ……………………………………………………………………………　69
4．3．1　函数指针的实质（还是指针变量）… ………………………………………………………　70
4．3．2　函数指针的书写和分析方法…………………………………………………………………　70
4．3．3　typedef 关键字的用法………………………………………………………………………　72
4．4　函数指针实战1—用函数指针调用执行函数… ………………………………………………　73
4．5　函数指针实战2—结构体内嵌函数指针实现分层… …………………………………………　75
4．6　再论typedef… ……………………………………………………………………………………　78
4．6．1　轻松理解和应用typedef… …………………………………………………………………　78
4．6．2　typedef 与#define 宏的区别………………………………………………………………　80
4．6．3　typedef 与struct… …………………………………………………………………………　81
4．6．4　typedef 与const… …………………………………………………………………………　81
4．6．5　使用typedef 的重要意义……………………………………………………………………　82
4．6．6　二重指针………………………………………………………………………………………　82
4．7　二维数组……………………………………………………………………………………………　83
4．7．1　二维数组的内存映像…………………………………………………………………………　83
4．7．2　识别第一维和第二维…………………………………………………………………………　83
4．7．3　数组名代表数组首元素的地址………………………………………………………………　84
4．7．4　指针访问二维数组的两种方式………………………………………………………………　84
4．7．5　总结……………………………………………………………………………………………　85
课后题…　…………………………………………………………………………………………………　85
第5　章 数组& 字符串& 结构体& 共用体& 枚举………………………………………　88
5．1　引言…………………………………………………………………………………………………　88
5．2　程序中的内存从哪里来……………………………………………………………………………　88
5．2．1　三种内存来源：栈（stack）、堆（heap）、数据区（．data）……………………………　89
5．2．2　栈内存特点详解………………………………………………………………………………　89
5．3　堆……………………………………………………………………………………………………　90
5．3．1　堆内存特点详解………………………………………………………………………………　90
5．3．2　使用堆内存注意事项…………………………………………………………………………　91
5．3．3　malloc 的一些细节表现… …………………………………………………………………　92
5．4　内存中的各个段……………………………………………………………………………………　92
5．4．1　代码段、数据段、bss 段……………………………………………………………………　92
5．4．2　特殊数据会被放到代码段…………………………………………………………………… 925
4．3 未初始化或显式初始化为0 的全局变量放在bss 段… …………………………………　93
5．4．4　内存管理方式的总结…………………………………………………………………………　93
5．5　C语言的字符串类型… ……………………………………………………………………………　93
5．5．1　C 语言使用指针来管理字符串………………………………………………………………　93
5．5．2　C 语言中字符串的本质：指向字符串的存放空间的指针…………………………………　94
5．5．3　指向字符串的指针变量空间和字符串存放的空间是分开的………………………………　94
5．5．4　存储多个字符的两种方式—字符串和字符数组…………………………………………　94
5．6　字符串和字符数组的细节…………………………………………………………………………　95
5．6．1　字符数组的初始化、sizeof 以及strlen……………………………………………………　95
5．6．2　字符串的初始化与sizeof、strlen… ………………………………………………………　96
5．6．3　字符数组与字符串的本质差异………………………………………………………………　96
5．7　结构体概述…………………………………………………………………………………………　96
5．7．1　结构体使用时先定义结构体类型，再用类型定义变量……………………………………　96
5．7．2　从数组到结构体的进步之处…………………………………………………………………　97
5．7．3　结构体变量中的元素如何访问………………………………………………………………　97
5．8　结构体的对齐访问…………………………………………………………………………………　98
5．8．1　结构体对齐访问实例…………………………………………………………………………　98
5．8．2　结构体为何要对齐访问………………………………………………………………………　99
5．8．3　结构体对齐的规则和运算……………………………………………………………………　99
5．8．4　手动对齐 … ………………………………………………………………………………　100
5．8．5　GCC 推荐的对齐指令：_attribute_((packed)) 和_attribute_((aligned(n)))… …　102
5．9　offsetof宏与container_of宏… ………………………………………………………………　103
5．9．1　由结构体指针进而访问各元素的原理……………………………………………………　103
5．9．2　offsetof 宏…………………………………………………………………………………　104
5．9．3　container_of 宏… ………………………………………………………………………　104
5．9．4　学习指南和要求……………………………………………………………………………　105
5．10　共用体（union）… …………………………………………………………………………　105
5．10．1　共用体的类型声明、变量定义和使用… ………………………………………………　105
5．10．2　共用体和结构体的区别… ………………………………………………………………　106
5．10．3　共用体的主要用途… ……………………………………………………………………　106
5．11　大小端模式… …………………………………………………………………………………　107
5．11．1　什么是大小端模式… ……………………………………………………………………　107
5．11．2　用union 来测试机器的大小端模式… …………………………………………………　108
5．11．3　用指针方式来测试机器的大小端… ……………………………………………………　109
5．11．4　通信系统中的大小端（数组的大小端）…………………………………………………　109
5．12　枚举enum… …………………………………………………………………………………　110
5．12．1　枚举的作用是什么… ………………………………………………………………………110
5．12．2　C 语言为何需要枚举… …………………………………………………………………… 1115
12．3 宏定义和枚举的区别… ……………………………………………………………………　111
5．12．4　枚举的定义形式… …………………………………………………………………………　111
课后题…　………………………………………………………………………………………………　113
第6　章 C 语言的预处理、函数和函数库… ………………………………………………　116
6．1　引言………………………………………………………………………………………………　116
6．2　C语言为什么需要编译链接… …………………………………………………………………　116
6．2．1　编译链接的流程………………………………………………………………………………116
6．2．2　编译链接中各种文件扩展名的含义…………………………………………………………118
6．3　预处理详解………………………………………………………………………………………　119
6．3．1　C 语言预处理的意义…………………………………………………………………………119
6．3．2　预处理涉及的内容……………………………………………………………………………119
6．3．3　使用GCC 进行编译和链接的过程…………………………………………………………119
6．4　常见的预处理详解………………………………………………………………………………　120
6．4．1　文件包含……………………………………………………………………………………　120
6．4．2　注释…………………………………………………………………………………………　122
6．4．3　宏定义………………………………………………………………………………………　123
6．4．4　条件编译……………………………………………………………………………………　126
6．5　函数的本质………………………………………………………………………………………　129
6．5．1　C 语言为什么会有函数……………………………………………………………………　129
6．5．2　函数书写的一般原则………………………………………………………………………　129
6．5．3　函数是动词、变量是名词（面向对象中分别叫方法和成员变量）… …………………　129
6．5．4　函数的实质是数据处理器…………………………………………………………………　130
6．6　函数的基本使用…………………………………………………………………………………　130
6．6．1　函数三要素：定义、声明、调用…………………………………………………………　130
6．6．2　函数原型和作用………………………………………………………………………………131
6．7　递归函数…………………………………………………………………………………………　131
6．7．1　函数的调用机制………………………………………………………………………………131
6．7．2　递归函数……………………………………………………………………………………　132
6．7．3　使用递归的原则：收敛性、栈溢出………………………………………………………　134
6．7．4　递归与循环的区别…………………………………………………………………………　135
6．8　库函数……………………………………………………………………………………………　135
6．8．1　什么是函数库………………………………………………………………………………　135
6．8．2　函数库的由来………………………………………………………………………………　135
6．8．3　函数库的提供形式：静态链接库与动态链接库…………………………………………　135
6．8．4　库函数的使用………………………………………………………………………………　136
6．9　常见的库函数之字符串函数……………………………………………………………………　138
6．9．1　什么是字符串……………………………………………………………………………… 1386
9．2 字符串处理函数……………………………………………………………………………　138
6．9．3　man 手册的引入… ………………………………………………………………………　138
6．9．4　man 手册的使用… ………………………………………………………………………　138
6．9．5　常用的字符串处理函数……………………………………………………………………　139
6．10　常见的库函数之数学库函数… ………………………………………………………………　140
6．10．1　数学库函数… ……………………………………………………………………………　140
6．10．2　计算开平方… ……………………………………………………………………………　140
6．10．3　链接时加-lm… ……………………………………………………………………………141
6．11　制作静态链接库并使用… ……………………………………………………………………　141
6．12　制作动态链接库并使用… ……………………………………………………………………　143
课后题…　………………………………………………………………………………………………　144
第7　章 存储类& 作用域& 生命周期& 链接属性…………………………………………　147
7．1　引言………………………………………………………………………………………………　147
7．2　概念解析…………………………………………………………………………………………　147
7．2．1　存储类………………………………………………………………………………………　147
7．2．2　作用域………………………………………………………………………………………　148
7．2．3　生命周期……………………………………………………………………………………　148
7．2．4　链接属性……………………………………………………………………………………　148
7．3　Linux下C程序的内存映像… …………………………………………………………………　149
7．3．1　代码段、rodata 段（只读数据段）… ……………………………………………………　149
7．3．2　数据段、bss 段……………………………………………………………………………　149
7．3．3　堆……………………………………………………………………………………………　149
7．3．4　文件映射区…………………………………………………………………………………　149
7．3．5　栈……………………………………………………………………………………………　150
7．3．6　内核映射区…………………………………………………………………………………　150
7．3．7　操作系统下和裸机下C 程序加载执行的差异… ………………………………………　150
7．4　存储类相关的关键字1… ………………………………………………………………………　150
7．4．1　auto…………………………………………………………………………………………　150
7．4．2　static… ………………………………………………………………………………………151
7．4．3　register… ……………………………………………………………………………………151
7．5　存储类相关的关键字2… ………………………………………………………………………　152
7．5．1　extern………………………………………………………………………………………　152
7．5．2　volatile… …………………………………………………………………………………　153
7．5．3　restrict… …………………………………………………………………………………　154
7．5．4　typedef… …………………………………………………………………………………　154
7．6　作用域详解………………………………………………………………………………………　154
7．6．1　局部变量的代码块作用域………………………………………………………………… 1547
6．2 函数名和全局变量的文件作用域…………………………………………………………　155
7．7　变量的生命周期…………………………………………………………………………………　155
7．7．1　研究变量生命周期的意义…………………………………………………………………　155
7．7．2　栈变量的生命周期…………………………………………………………………………　156
7．7．3　堆变量的生命周期…………………………………………………………………………　156
7．7．4　数据段、bss 段变量的生命周期…………………………………………………………　156
7．7．5　代码段、只读段的生命周期………………………………………………………………　156
7．8　链接属性…………………………………………………………………………………………　156
7．8．1　C 语言程序的组织架构：多个C 文件+ 多个h 文件… ………………………………　156
7．8．2　编译以文件为单位、链接以工程为单位…………………………………………………　157
7．8．3　三种链接属性：外连接、内链接、无链接………………………………………………　157
7．8．4　函数和全局变量的命名冲突问题…………………………………………………………　157
7．8．5　static 的第二种用法：修饰全局变量和函数……………………………………………　158
课后题…　………………………………………………………………………………………………　158
第8　章 C 语言关键细节讨论… ……………………………………………………………　159
8．1　引言………………………………………………………………………………………………　159
8．2　操作系统概述……………………………………………………………………………………　159
8．2．1　什么是操作系统……………………………………………………………………………　159
8．2．2　C 库函数……………………………………………………………………………………　160
8．2．3　操作系统的重大意义…………………………………………………………………………161
8．3　main函数返回值… ……………………………………………………………………………　162
8．3．1　普通函数的返回值…………………………………………………………………………　162
8．3．2　main 函数的返回值… ……………………………………………………………………　163
8．3．3　谁调用了main 函数………………………………………………………………………　164
8．4　argc、argv与main函数的传参… ……………………………………………………………　164
8．5　void类型的本质…………………………………………………………………………………　165
8．6　C语言中的NULL… ……………………………………………………………………………　166
8．6．1　NULL 的定义………………………………………………………………………………　166
8．6．2　'' 、 '0' 、0 和NULL 的区别… ………………………………………………………　167
8．7　运算中的临时匿名变量…………………………………………………………………………　168
8．7．1　C 语言和汇编语言的区别…………………………………………………………………　168
8．7．2　强制类型转换………………………………………………………………………………　168
8．7．3　使用临时变量来理解不同数据类型之间的运算…………………………………………　169
8．8　顺序结构…………………………………………………………………………………………　169
8．8．1　C 语言中的结构……………………………………………………………………………　169
8．8．2　编译过程中的顺序结构……………………………………………………………………　169
8．8．3　思考：为什么本质都是顺序结构………………………………………………………… 170
8．9 程序调试…………………………………………………………………………………………　170
8．9．1　程序调试手段………………………………………………………………………………　170
8．9．2　调试(DEBUG) 版本和发行(RELEASE) 版本的区别… ………………………………171
8．9．3　debug 宏的使用方法… ……………………………………………………………………171
课后题…　………………………………………………………………………………………………　172
第9　章 链表& 状态机& 多线程……………………………………………………………　173
9．1　引言………………………………………………………………………………………………　173
9．2　链表的引入………………………………………………………………………………………　173
9．2．1　数组的缺陷…………………………………………………………………………………　173
9．2．2　链表是什么样子的…………………………………………………………………………　174
9．2．3　链表的作用是什么…………………………………………………………………………　174
9．3　单链表的实现之构建第一个节点………………………………………………………………　175
9．3．1　不实用却意义重大的简单链表……………………………………………………………　175
9．3．2　从简单的链表开始…………………………………………………………………………　175
9．3．3　单链表的节点构成…………………………………………………………………………　175
9．3．4　使用堆内存创建一个节点…………………………………………………………………　176
9．3．5　链表的头指针………………………………………………………………………………　177
9．3．6　构建第一个简单的链表……………………………………………………………………　177
9．4　单链表的实现之从尾部插入节点………………………………………………………………　177
9．4．1　从尾部插入节点……………………………………………………………………………　177
9．4．2　构建第一个简单的链表……………………………………………………………………　178
9．4．3　什么是头节点………………………………………………………………………………　179
9．5　单链表的算法之从头部插入节点………………………………………………………………　180
9．5．1　链表头部插入思路解析……………………………………………………………………　180
9．5．2　箭头非指向……………………………………………………………………………………181
9．6　单链表的算法之遍历节点………………………………………………………………………　181
9．6．1　什么是遍历……………………………………………………………………………………181
9．6．2　如何遍历单链表………………………………………………………………………………181
9．6．3　代码分析……………………………………………………………………………………　182
9．7　单链表的算法之删除节点………………………………………………………………………　182
9．7．1　为什么要删除节点…………………………………………………………………………　182
9．7．2　注意堆内存的释放…………………………………………………………………………　183
9．7．3　设计一个删除节点算法……………………………………………………………………　184
9．8　单链表的算法之逆序……………………………………………………………………………　184
9．8．1　什么是链表的逆序…………………………………………………………………………　184
9．8．2　单链表的逆序算法分析……………………………………………………………………　185
9．8．3　编程实现逆序算法………………………………………………………………………… 185
双链表的引入和基本实现………………………………………………………………………　187
9．9．1　单链表的优缺点……………………………………………………………………………　187
9．9．2　双链表的结构………………………………………………………………………………　187
9．10　双链表的算法之插入节点… …………………………………………………………………　188
9．10．1　尾部插入… ………………………………………………………………………………　188
9．10．2　头部插入… ………………………………………………………………………………　189
9．11　双链表的算法之遍历… ………………………………………………………………………　190
9．11．1　正向遍历… ………………………………………………………………………………　190
9．11．2　逆向遍历… ………………………………………………………………………………　190
9．12　双链表的算法之删除节点… …………………………………………………………………　191
9．13　Linux内核链表…………………………………………………………………………………　192
9．13．1　前述链表数据区域的局限性… …………………………………………………………　193
9．13．2　解决思路：数据区的结构体的封装由用户实现，通用部分通过调用函数实现… …　193
9．13．3　内核链表的设计思路… …………………………………………………………………　193
9．13．4　list．h 文件简介……………………………………………………………………………　194
9．14　内核链表的基本算法和使用简介… …………………………………………………………　196
9．14．1　内核链表的常用操作… …………………………………………………………………　196
9．14．2　内核链表的使用实践… …………………………………………………………………　197
9．15　什么是状态机… ………………………………………………………………………………　198
9．15．1　有限状态机… ……………………………………………………………………………　199
9．15．2　两种状态机：Moore 型和Mealy 型……………………………………………………　199
9．15．3　状态机的主要用途… ……………………………………………………………………　200
9．15．4　状态机解决了什么问题… ………………………………………………………………　200
9．16　用C语言实现简单的状态机… ………………………………………………………………　201
9．16．1　题目：开锁状态机… ……………………………………………………………………　201
9．16．2　题目分析… ………………………………………………………………………………　201
9．17　多线程简介… …………………………………………………………………………………　203
9．17．1　操作系统下的并行执行机制… …………………………………………………………　203
9．17．2　进程和线程的区别和联系… ……………………………………………………………　204
9．17．3　多线程的优势… …………………………………………………………………………　204
课后题…　………………………………………………………………………………………………　204
第10　章 程序员和编译器的暧昧……………………………………………………………　206
10．1　引言… …………………………………………………………………………………………　206
10．2　编程工作的演进史… …………………………………………………………………………　206
10．2．1　CPU 与二进制……………………………………………………………………………　206
10．2．2　编程语言的革命… ……………………………………………………………………… 207
10．3 程序员、编译器和CPU之间的三角恋………………………………………………………　207
10．3．1　程序员与CPU 的之间的“翻译”—编译器…………………………………………　207
10．3．2　高级语言与低级语言的差别… …………………………………………………………　208
10．4　像编译器一样思考吧—理论篇… …………………………………………………………　208
10．4．1　编译器的结构… …………………………………………………………………………　208
10．4．2　语法是什么？语法就是编译器的习性… ………………………………………………　208
10．5　像编译器一样思考吧—实战篇… …………………………………………………………　209
10．5．1　充分地利用语法规则，写出简洁、高效的代码… ……………………………………　209
10．5．2　复杂表达式理解… ………………………………………………………………………　209
课后题…　………………………………………………………………………………………………　214
附录　答案……………………………………………………………………………………　215
第1章　课后题答案……………………………………………………………………………………　215
第2章　课后题答案……………………………………………………………………………………　217
第3章　课后题答案……………………………………………………………………………………　218
第4章　课后题答案……………………………………………………………………………………　220
第5章　课后题答案……………………………………………………………………………………　222
第6章　课后题答案……………………………………………………………………………………　226
第7章　课后题答案……………………………………………………………………………………　228
第8章　课后题答案……………………………………………………………………………………　230
第9章　课后题答案……………………………………………………………………………………　231
第10章　课后题答案… ………………………………………………………………………………　236

《物联网数据安全与隐私保护技术实战》 内容简介： 在万物互联的时代，物联网（IoT）设备以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面，从智能家居、智慧城市到工业自动化、智慧医疗，物联网的应用场景正在不断拓展。然而，伴随着巨大的便利和机遇，物联网也带来了严峻的安全和隐私挑战。海量设备产生的数据，其传输、存储和处理过程中的安全漏洞，以及用户隐私信息泄露的风险，已成为阻碍物联网健康发展的关键瓶颈。 本书 《物联网数据安全与隐私保护技术实战》 正是针对这一时代痛点，深入探讨物联网数据在全生命周期中所面临的潜在威胁，并提供一套系统、全面且极具实践指导意义的安全与隐私保护解决方案。本书不涉及嵌入式Linux底层开发或C语言内核相关内容，而是聚焦于更高层面的物联网应用安全，旨在帮助开发者、安全工程师、产品经理以及对物联网安全感兴趣的读者，掌握切实可行的技术手段，构建安全可靠的物联网生态系统。 核心章节概述： 第一部分：物联网安全基础与威胁分析 物联网概述与安全模型： 本章将首先勾勒出物联网的宏观图景，阐述其典型的架构、关键组件以及工作原理。在此基础上，我们将引入物联网安全的基本概念和通用的安全模型，例如CIA三要素（保密性、完整性、可用性）、AAA（认证、授权、审计）等，为后续深入探讨打下坚实的基础。我们将重点分析物联网设备多样化、网络环境复杂化、安全防护能力参差不齐等特性给安全带来的独特挑战。 物联网面临的主要安全威胁： 详细剖析物联网设备、通信链路、云平台以及应用层可能遭受的各类攻击。这包括但不限于： 设备层攻击： 固件漏洞利用、物理篡改、侧信道攻击、拒绝服务攻击（DoS/DDoS）等。 通信层攻击： 数据窃听、中间人攻击（MitM）、流量劫持、协议漏洞利用（如MQTT、CoAP的常见漏洞）等。 平台与云层攻击： API接口漏洞、身份验证绕过、数据泄露、恶意软件注入、资源滥用等。 应用层攻击： 恶意应用程序、用户身份冒充、数据篡改、命令注入等。 隐私泄露风险： 用户行为追踪、敏感信息收集、数据关联分析导致的用户画像泄露等。 常见的物联网安全漏洞模式： 借鉴OWASP IoT Top 10等行业标准，系统梳理物联网领域最常见、危害最大的安全漏洞模式，并结合具体案例进行解析，帮助读者建立直观的风险认知。 第二部分：物联网数据安全防护技术 设备安全加固： 安全启动与固件完整性校验： 讲解如何通过安全启动机制，确保设备启动过程中加载的固件是经过授权和未被篡改的。涵盖公钥基础设施（PKI）、签名算法（如ECDSA）在固件验证中的应用。 硬件安全模块（HSM）与信任根（Root of Trust）： 探讨HSM在存储和管理敏感密钥、执行加密操作方面的作用，以及如何利用硬件信任根建立设备安全的可信基础。 差分功耗分析（DPA）与电磁辐射（EMR）防护： 介绍针对侧信道攻击的防护技术，以及如何在硬件设计层面减小功耗和电磁辐射，防止信息泄露。 安全更新与漏洞修复机制： 设计安全、高效的OTA（Over-The-Air）更新机制，确保设备能够及时接收和应用安全补丁，抵御已知漏洞。 通信安全保障： TLS/DTLS在物联网通信中的应用： 详细讲解TLS/DTLS协议在保障数据传输机密性、完整性方面的作用，以及如何在资源受限的物联网设备上进行高效实现。 MQTT/CoAP安全实践： 针对物联网常用的消息协议，深入分析其安全配置和最佳实践，包括用户名/密码认证、客户端证书认证、TLS加密等。 IPsec与VPN技术在物联网网络安全中的应用： 探讨如何利用IPsec协议构建安全的IP通信通道，以及VPN技术在隔离和保护物联网网络流量方面的作用。 网络隔离与访问控制： 讲解如何通过VLAN、防火墙、访问控制列表（ACL）等技术，实现物联网设备之间的网络隔离，限制不必要的通信，降低攻击横向扩散的风险。 平台与云端安全： 身份认证与访问控制（IAM）： 深入讲解如何设计和实现强大的身份认证机制（如多因素认证MFA），以及精细化的访问控制策略，确保只有合法的用户和设备才能访问和操作相应资源。 API安全防护： 介绍API安全漏洞（如SQL注入、跨站脚本XSS、不安全的直接对象引用IDOR）的识别与防御方法，以及API网关在安全防护中的作用。 数据加密与脱敏： 讲解如何在云端对存储的数据进行加密（静态加密），以及在数据共享或分析前进行脱敏处理，保护敏感信息的隐私。 安全审计与日志分析： 建立全面的安全审计机制，记录所有关键操作，并通过日志分析技术，及时发现异常行为和潜在的安全事件。 数据安全管理： 数据生命周期管理： 定义和管理物联网数据的生成、存储、传输、处理、共享和销毁的全生命周期，确保在各个环节的数据安全。 访问控制策略与权限管理： 详细阐述如何根据角色、属性等维度，制定细粒度的访问控制策略，确保用户只能访问其授权的数据。 数据备份与恢复： 制定完善的数据备份和灾难恢复计划，以应对数据丢失或损坏的情况。 第三部分：物联网隐私保护技术与合规性 物联网隐私泄露的风险与影响： 深入分析物联网设备如何收集用户行为、生活习惯、地理位置等敏感信息，以及这些信息一旦泄露可能带来的严重后果，包括身份盗窃、财产损失、人身安全威胁等。 隐私增强技术（PETs）： 匿名化与假名化技术： 介绍在数据收集和处理过程中，如何通过匿名化（如k-匿名、l-多样性）和假名化技术，降低个人身份的可识别性。 差分隐私（Differential Privacy）： 详细讲解差分隐私的核心原理，以及如何在数据分析和发布过程中，通过添加噪声来保护个体隐私，同时保证统计数据的可用性。 联邦学习（Federated Learning）： 探讨联邦学习如何在不直接访问原始数据的情况下，在本地设备上训练模型，然后聚合模型更新，从而实现数据不出本地的隐私保护。 安全数据共享与授权： 数据共享的合规性与透明度： 讲解如何在物联网应用中实现数据共享的透明化，明确告知用户数据的使用方式，并获得用户明确的授权。 基于区块链的数据管理与共享： 探索利用区块链技术构建去中心化的数据管理和共享平台，增强数据的可信度和安全性，以及用户的控制权。 隐私合规性要求与实践： GDPR、CCPA等国内外隐私法规解析： 梳理全球主要隐私法规的核心要求，以及在物联网应用设计和开发中需要注意的合规事项。 隐私设计（Privacy by Design）原则： 强调在产品设计初期就将隐私保护纳入考量，从源头防范隐私风险。 隐私影响评估（PIA）： 讲解如何进行隐私影响评估，识别和缓解潜在的隐私风险。 第四部分：物联网安全事件响应与持续改进 物联网安全事件响应流程： 建立一套标准化的安全事件响应流程，包括准备、检测、遏制、根除、恢复和事后总结等阶段。 漏洞管理与渗透测试： 实施持续的漏洞扫描和渗透测试，主动发现和修复潜在的安全隐患。 安全威胁情报与预警： 收集和分析安全威胁情报，建立预警机制，及时应对新兴的安全威胁。 安全意识培训与文化建设： 强调人员在物联网安全中的重要作用，组织安全意识培训，提升全体从业人员的安全素养，构建积极的安全文化。 本书特色： 实战导向： 本书内容紧密结合物联网实际应用场景，提供大量可操作的技术方案和代码示例（非C语言内核，而是针对具体物联网安全协议和框架的实现）。 全面覆盖： 涵盖从设备端到云端的整个物联网数据安全与隐私保护的技术链条。 深入浅出： 采用清晰易懂的语言，结合丰富的图示和案例，帮助读者理解复杂的技术概念。 前沿技术： 引入最新的物联网安全技术和发展趋势，如联邦学习、区块链在安全领域的应用等。 注重合规： 充分考虑国内外重要的隐私保护法规，为读者提供合规性指导。 目标读者： 物联网平台开发者、应用开发者 嵌入式系统安全工程师 网络安全工程师 产品经理、项目负责人 对物联网安全与隐私保护感兴趣的科研人员及学生 通过本书的学习，读者将能够系统地掌握物联网数据安全与隐私保护的核心技术和最佳实践，有效提升物联网产品的安全防护能力，为构建一个更安全、更可信的万物互联世界贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本《嵌入式Linux与物联网软件开发 C语言内核深度解析》真是让我大开眼界！作为一名初入嵌入式领域的开发者，我一直觉得Linux内核就像一个神秘的黑箱，虽然知道它强大，但具体是怎么运作的，涉及哪些核心概念，一直让我摸不着头脑。这本书的出现，简直就像是为我量身打造的导航仪。它没有止步于讲解API的使用，而是真正地深入到C语言层面，一步步剖析内核的源码实现。我尤其喜欢其中对内存管理和进程调度部分的讲解，作者用通俗易懂的比喻，结合大量的代码片段，将那些抽象的概念变得具象化。例如，在讲到页表时，作者没有直接抛出复杂的概念，而是先从操作系统如何管理物理内存入手，再引出虚拟内存的概念，最后才娓娓道来页表的作用。这种循序渐进的方式，让我这个初学者也能轻松理解。而且，书中还穿插了很多实际的开发案例，这让我明白理论知识如何转化为实际应用，这对于物联网开发来说至关重要，因为物联网设备往往对资源有严格的要求，高效的内存管理和精妙的进程调度是性能优化的关键。我之前看过的很多同类书籍，要么过于理论化，要么过于浅显，要么就是代码堆砌，而这本书在这方面做到了很好的平衡。它既有深度，又不失广度，而且非常注重实操性，读起来非常有成就感，感觉自己的嵌入式开发能力真的在一点点提升。

评分☆☆☆☆☆

我最近在学习的过程中，遇到了一个关于实时性处理的难题，一直找不到合适的解决方案。偶然间翻阅了这本《嵌入式Linux与物联网软件开发 C语言内核深度解析》，真是如获至宝！书中关于实时Linux（RTLinux）和内核抢占的章节，为我提供了全新的视角。作者深入浅出地讲解了实时Linux的核心概念，例如软实时和硬实时的区别，以及如何通过内核配置和调度策略来满足实时性要求。我尤其被关于内核抢占机制的解析所吸引，作者通过分析内核源码，详细阐述了在哪些情况下可以进行抢占，以及如何避免竞态条件，从而保证程序的稳定性和可预测性。这对于开发对时间精度要求极高的物联网设备（例如工业自动化、医疗设备等）至关重要。我之前总觉得Linux的实时性不尽如人意，但这本书让我明白了，通过深入理解内核，并进行合理的配置和开发，Linux完全可以胜任很多实时性要求很高的场景。作者还分享了一些调优技巧，例如如何选择合适的调度器、如何避免不必要的锁等，这些都极大地帮助我找到了解决自己问题的突破口。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一位经验丰富的工程师在传授他的智慧和经验，让我受益终生。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常合理，循序渐进，对于想要深入理解嵌入式Linux和物联网软件开发的读者来说，是一本非常理想的入门和进阶读物。我特别欣赏作者在引入新概念时，总是会先给出清晰的定义和背景介绍，然后才开始深入讲解。比如，在讲解进程间通信（IPC）机制时，作者并没有直接跳到各种IPC方法的API，而是先解释了进程之间为何需要通信，以及IPC的重要性，然后再逐一分析管道、消息队列、共享内存、信号量等不同的IPC方式的优缺点和实现原理。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让我对IPC有了非常深刻的理解，并且能够根据不同的场景选择最合适的IPC方法。此外，书中对于物联网开发方面的内容也进行了很好的融入，例如，作者在讲解网络通信时，会结合MQTT、CoAP等物联网常用的协议，并且演示如何在Linux内核层面进行相关的配置和开发。这让我觉得这本书的内容非常贴近实际工作需求，不仅仅是理论知识的堆砌，而是能够直接应用于解决实际问题。读这本书的过程，就像是在和一位资深的导师一起探索嵌入式Linux内核的奥秘，受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常接地气，一点也不枯燥，甚至可以说是充满了作者的热情和对技术的执着。读这本书的时候，我常常会忘记自己是在阅读一本技术书籍，更像是和一位经验丰富的工程师在进行一场深入的技术交流。作者在讲解的过程中，会不时地分享一些自己遇到的坑和解决问题的思路，这对于正在实际项目中摸索的我来说，简直是如获至宝。特别是关于驱动开发的部分，作者没有仅仅罗列API，而是详细讲解了如何理解硬件手册，如何根据硬件特性编写高效可靠的驱动程序。我之前在开发一个传感器驱动时遇到了很多困难，调试了好久都没找到问题所在，读了这本书后，我才意识到自己在理解中断机制和I/O端口映射方面存在误区。书中提供的调试技巧和代码优化建议，也极大地提高了我的开发效率。而且，作者在书中反复强调了“理解”的重要性，而不是“死记硬背”。他鼓励读者动手去实践，去修改代码，去模拟各种场景，从而真正掌握嵌入式Linux内核的精髓。这种教学理念非常棒，它帮助我从一个被动接受知识的学习者，转变为一个主动探索技术的研究者。这本书不仅传授了我知识，更教会了我如何学习和解决问题，这对我未来的职业发展有着长远的影响。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《嵌入式Linux与物联网软件开发 C语言内核深度解析》最大的亮点在于它对“C语言内核深度解析”这部分的投入。很多人在学习嵌入式Linux时，往往会停留在应用层的开发，或者对内核的了解仅限于一些基本概念。这本书却毫不避讳地将读者带入到内核源码的海洋中，通过C语言的视角，去理解Linux内核是如何工作的。作者并没有直接抛出复杂的源码，而是选择了一些具有代表性的模块，例如文件系统、网络协议栈等，然后逐行、逐句地解析其背后的逻辑。我印象最深刻的是关于文件系统部分，作者从VFS（虚拟文件系统）的概念讲起，层层剥离，揭示了ext4等具体文件系统是如何在其之上实现的。这让我理解了为什么Linux可以支持如此多样的文件系统，并且在不同文件系统之间切换时，应用层代码几乎不受影响。这种底层原理的讲解，对于开发高性能、高可靠性的物联网应用至关重要。很多时候，性能瓶颈就隐藏在内核的某个角落，只有真正理解了内核的工作机制，才能有效地进行性能调优。而且，作者的解析过程充满了启发性，他会引导读者思考“为什么这么设计？”，以及“有没有更好的实现方式？”，这不仅提升了我的技术能力，更培养了我对代码的批判性思维。

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还可以，。。。。。。。

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不错，很有用

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挺好的一本书，讲解详细！

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内容很一般 这么多人合著七拼八凑 前面还都有作者的照片 当个博客看吧 定价太贵 国内的书写的好的真是太少了 本来还抱有希望 这次算是最后一次了 0星不能给 只能1星了

评分☆☆☆☆☆

用户没有评价

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超级好的一本书

评分☆☆☆☆☆

题目迷惑性太大了，就是一本c语言进阶教材，和物联网linux一点关系都没有，本来想买几本物联网看看，白花五十块钱，作者写c代码的水平可能还没我高

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快递速度很快，包装很好~

评分☆☆☆☆☆

非常好，正符合我的需要，之前的种种疑惑正一步步揭开