"Linux设备驱动程序(中文第三版) 2.6内核" 《Linux设备驱动》第三版是一本深入探讨Linux系统下设备驱动程序开发的专业教程,主要针对基于Linux 2.6内核的环境。该书由Jonathan Corbet、Alessandro Rubini和Greg Kroah-Hartman三位专家撰写,并由quickwhale翻译成简体中文,旨在为开发者提供全面的设备驱动开发知识。 1. 驱动程序的角色 驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁,它允许操作系统与硬件进行通信并控制硬件的操作。在Linux系统中,设备驱动负责处理硬件的初始化、数据传输、中断处理等任务,使用户空间的应用程序能够透明地访问硬件功能。 2. 划分内核 Linux内核可以划分为多个层次,这些层次包括: - 内核空间:包含核心操作系统代码和驱动程序,具有最高的权限级别。 - 用户空间:运行应用程序的地方,与内核通过系统调用交互。 - 中间层:如文件系统、网络协议栈等,它们提供了一种抽象,使得驱动程序可以更高效地工作。 - 设备驱动层:直接与硬件交互,实现对硬件设备的具体操作。 3. 设备驱动的分类 驱动程序通常分为字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动: - 字符设备驱动:用于处理顺序数据传输,如串口、键盘和鼠标。 - 块设备驱动:处理随机数据访问,如硬盘、闪存设备。 - 网络设备驱动:处理网络通信,包括局域网和广域网接口。 4. 设备模型 Linux 2.6内核引入了统一的设备模型,它提供了表示和管理设备的框架,简化了驱动程序的编写。设备模型包括设备树、类和总线,帮助管理设备的注册、枚举和生命周期。 5. 驱动程序的结构 一个典型的Linux驱动程序包括初始化、探测(检测硬件存在)、配置、操作函数和清理部分。其中,操作函数包括读写、中断处理、设备控制等。 6. 总线和驱动匹配 Linux内核支持多种总线类型,如PCI、USB、ISA等。驱动程序通常根据设备连接的总线类型进行注册,内核通过比较设备ID和驱动程序的ID来匹配合适的驱动。 7. 编程接口 驱动程序开发者需要熟悉内核提供的各种API,如ioremap()用于映射设备内存,request_irq()用于注册中断处理函数,以及device_create()用于创建设备节点等。 8. 内存管理 驱动程序需要了解如何在内核空间分配和释放内存,包括物理内存的分配(kmalloc())和I/O内存的映射(ioremap())。 9. 中断处理 中断处理程序是设备驱动的重要组成部分,它们响应硬件事件并执行相应的操作,如数据传输的完成或错误处理。 10. 调试技巧 驱动程序调试包括使用内核日志、调试器(如kgdb)以及性能分析工具(如perf),帮助开发者识别和解决问题。 《Linux设备驱动》第三版为读者提供了全面的Linux设备驱动开发指南,涵盖了从基础概念到高级技术的方方面面,是Linux系统开发者的重要参考资料。
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