Linux设备驱动开发详解

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"Linux 设备驱动程序开发指南 第三版" 本书是关于Linux设备驱动程序开发的权威指南,由Jonathan Corbet、Alessandro Rubini和Greg Kroah-Hartman三位专家共同撰写。书中深入浅出地介绍了如何构建和运行模块,以及如何设计和实现字符驱动。 1. 设备驱动的角色 设备驱动是操作系统与硬件设备之间的桥梁,它负责管理和控制硬件设备,使其能够按照操作系统的指令工作。驱动程序处理设备输入输出、中断处理、数据转换等工作,确保软件层与物理硬件之间的高效通信。 2. 内核的分割 在Linux系统中,内核被划分为核心部分和可加载模块。这样设计可以使得内核保持精简,同时允许添加或移除特定功能的驱动模块,以适应不同硬件配置和需求。 3. 设备类别和模块 设备驱动通常分为字符设备、块设备、网络设备等类别。模块化设计使得驱动可以独立于内核主体,便于更新和维护。当需要支持新设备时,可以单独编译和加载对应的驱动模块。 4. 安全性考虑 驱动程序设计需要考虑安全问题,防止恶意攻击。这包括权限管理、内存保护、错误处理等,以确保驱动程序在执行过程中不会对系统造成破坏。 5. 版本编号 每个驱动程序都有版本号,用于追踪其开发历史和兼容性。内核和驱动版本之间需要协调以确保稳定运行。 6. 许可条款 Linux驱动程序通常遵循开源许可,如GPL(GNU General Public License),鼓励共享和改进代码。 7. 参与内核开发社区 加入Linux内核开发社区意味着有机会与全球开发者合作,共同推动Linux技术的发展。 8. 构建和运行模块 介绍如何设置测试环境,编写简单的“Hello World”模块,以及编译和加载模块到内核中的过程。同时,讨论了内核符号表、初始化和关闭机制、模块参数等概念。 9. 字符驱动程序 字符驱动主要处理非缓冲I/O,例如串口和键盘。书中以scull设备为例,讲解了主要数据结构、设备注册、打开和释放、读写操作等内容,以及如何在用户空间中与这些新设备交互。 10. 主要和次要号码 在Linux中,设备由一对主要和次要号码标识,用于区分同一类别的不同设备。 通过本书,读者将掌握Linux设备驱动的基本原理和实践技巧,能够开发和调试自己的驱动程序,以支持各种硬件设备在Linux系统上的正常运行。