Linux设备驱动开发第三版详解

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"Linux Device Driver 3rd Edition.pdf" 《Linux Device Driver 3rd Edition》是Linux内核驱动程序开发的经典教程,旨在帮助开发者理解和编写针对Linux操作系统的设备驱动。这本书详细介绍了如何与Linux内核交互,以实现硬件设备的正确控制和管理。以下是书中的关键知识点: 1. **设备驱动基础**:讲解了设备驱动的基本概念,包括它们在操作系统中的角色,以及如何分类(字符设备、块设备、网络设备等)。 2. **内核接口**:详细介绍Linux内核提供的API和数据结构,如sysfs和kobject,供驱动程序开发者用于注册、初始化和管理设备。 3. **内存管理**:讨论了Linux内核的内存管理机制,包括物理内存、虚拟内存、页表以及如何在驱动程序中安全地分配和释放内存。 4. **中断处理**:解释了中断的概念,中断处理的流程,以及中断上下文中的限制,包括中断处理函数的异步性和同步性。 5. **I/O端口和总线**:介绍了如何访问硬件设备的I/O端口,以及PCI、USB、SPI等总线的驱动开发。 6. **DMA(直接存储器访问)**:阐述了DMA的工作原理,如何设置DMA传输,以及在驱动中如何有效地利用DMA提高数据传输效率。 7. **字符设备驱动**:详述了字符设备驱动的实现,包括open、read、write、ioctl等系统调用的处理。 8. **块设备驱动**:讨论块设备驱动的设计,如请求队列、缓冲策略和多线程处理,以及如何实现RAID或磁盘加密功能。 9. **网络设备驱动**:涵盖了网络驱动的开发,包括协议栈的集成、接收和发送数据包的处理。 10. **电源管理与 suspend/resume**:讲解如何使驱动支持电源管理,包括设备休眠和恢复的处理。 11. **调试技巧**:提供了各种调试工具和方法,如kdb、kgdb、sysfs调试输出和日志记录。 12. **模块化编程**:解释如何将驱动程序编写成内核模块,便于加载和卸载,以及模块参数的使用。 此外,书中还提到了与其他开源项目和资源的关联,如O'Reilly出版的其他Linux相关书籍,例如《Understanding the Linux Kernel》、《Linux in a Nutshell》等,这些资源可以作为深入学习Linux技术的补充。ONLamp.com则是一个专注于开源Web平台的网站,提供Linux、Apache、MySQL和PHP/Perl/Python的相关资讯。O'Reilly的Conferences和Safari Bookshelf提供了更广泛的在线学习和交流机会,以及数千本技术书籍的在线访问。 通过阅读《Linux Device Driver 3rd Edition》,开发者能够获得编写高效、可靠设备驱动的全面知识,从而更好地支持Linux系统下的硬件设备操作。
2018-06-21 上传
2017-09-20 上传
Linux Device Driver (3edtion)原版 1. An Introduction to Device Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 The Role of the Device Driver 2 Splitting the Kernel 4 Classes of Devices and Modules 5 Security Issues 8 Version Numbering 10 License Terms 11 Joining the Kernel Development Community 12 Overview of the Book 12 2. Building and Running Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Setting Up Your Test System 15 The Hello World Module 16 Kernel Modules Versus Applications 18 Compiling and Loading 22 The Kernel Symbol Table 28 Preliminaries 30 Initialization and Shutdown 31 Module Parameters 35 Doing It in User Space 37 Quick Reference 39 3. Char Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 The Design of scull 42 Major and Minor Numbers 43 Some Important Data Structures 49 ,ldr3TOC.fm.4587 Page v Thursday, January 20, 2005 9:30 AMvi | Table of Contents Char Device Registration 55 open and release 58 scull’s Memory Usage 60 read and write 63 Playing with the New Devices 70 Quick Reference 70 4. Debugging Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Debugging Support in the Kernel 73 Debugging by Printing 75 Debugging by Querying 82 Debugging by Watching 91 Debugging System Faults 93 Debuggers and Related Tools 99 5. Concurrency and Race Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Pitfalls in scull 107 Concurrency and Its Management 107 Semaphores and Mutexes 109 Completions 114 Spinlocks 116 Locking Traps 121 Alternatives to Locking 123 Quick Reference 130 6. Advanced Char Driver Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 ioctl 135 Blocking I/O 147 poll and select 163 Asynchronous Notification 169 Seeking a Device 171 Access Control on a Device File 173 Quick Reference 179