"《Linux设备驱动程序》第三版是一本专为Linux设备驱动开发初学者编写的中文指南,涵盖了从入门到进阶的多种技术。本书深入浅出地介绍了驱动程序的基本概念、如何构建和运行内核模块,以及字符驱动程序的实现方法,并提供了调试技术和并发控制策略的详细讲解。书中通过具体的示例——scull设备,帮助读者理解设备驱动的内部工作原理和编程技巧。"
在Linux操作系统中,设备驱动程序是连接硬件和操作系统内核的桥梁,它允许内核与硬件进行通信,从而实现对硬件功能的控制。该书的第一章【设备驱动简介】中,作者阐述了驱动程序的角色,解释了内核的划分,设备和模块的分类,以及安全问题的重要性。同时,讨论了内核版本编号的规则,版权条款以及如何参与内核开发社区。
第二章【建立和运行模块】详细介绍了如何设置测试环境,编写并编译Hello World模块,以此作为内核模块开发的基础。此外,还探讨了内核模块与应用程序的区别,以及如何加载和卸载模块。读者还将学习到内核符号表的概念,预备知识,模块的初始化和停止过程,以及如何使用模块参数。
第三章【字符驱动】深入讲解了字符驱动程序的开发,如scull设备的设计,主次编号的含义,关键数据结构的理解,以及字符设备的注册、打开和关闭操作。书中还详细阐述了scull设备的内存管理和读写操作,以及如何在用户空间中使用新设备。
第四章【调试技术】介绍了内核级的调试方法,包括内核的内置调试支持,如何利用打印语句进行调试,使用查询进行调试,以及观察和调试系统故障的技巧。此外,还提到了调试器和相关工具的使用。
第五章【并发和竞争情况】聚焦于多线程环境下的驱动程序开发,分析了scull设备存在的并发问题,并讨论了并发管理策略,如使用旗标、互斥体、completion机制、自旋锁等同步原语,以及避免锁陷阱的方法和各种加锁选择。
第六章【高级字符驱动操作】涵盖了更复杂的驱动操作,如ioctl接口用于设备控制,阻塞I/O和非阻塞I/O的实现,poll和select机制用于等待多个事件,以及异步通知机制。最后,书中还涉及了设备的移动和重定向等高级话题。
这本书以丰富的实例和详细解释,为Linux设备驱动程序的初学者提供了全面的学习资源,有助于提升读者在这一领域的实践能力。