Linux内核模块编程入门指南

"《Linux内核模块编程》是一本详细介绍如何在Linux环境下编写内核模块的教程，旨在帮助读者理解内核模块的工作原理并实践编写内核代码。书中的章节涵盖了从入门到进阶的各个层面，包括内核模块的基本概念、Hello World模块的创建、内核模块的生命周期、字符设备驱动、/proc文件系统、系统调用、中断处理、任务调度等多个主题。" **Chapter 1. Introduction** 内核模块是Linux内核的一部分，但它们不包含在内核的主要二进制映像中。这些模块可以在需要时动态加载，用于扩展内核功能或为特定硬件提供驱动支持。当一个模块被加载，它会被插入到内核中，与其他内核代码一起运行；当不再需要时，可以卸载。 **Chapter 2. Hello, World** 本章通过创建一个简单的"Hello, World"模块，介绍内核模块的基本构建和编译过程。它展示了如何使用`__init`和`__exit`宏来标记初始化和清理函数，以及如何处理内核模块的认证和文档。 **Chapter 3. Preliminaries** 对比了内核模块与用户程序的不同，讲解了模块的启动和终止机制。讨论了模块中可调用的函数，并解释了用户空间和内核空间的概念，包括命名空间和代码空间的差异。此外，还提及了设备驱动在内核中的作用。 **Chapter 4. Character Device Files** 字符设备文件是Linux中的一种特殊文件，用于与设备进行通信。本章介绍了字符设备驱动的实现，特别是`file_operations`结构体，它是定义设备操作的关键。 **Chapter 5. The /proc FileSystem** `/proc`文件系统提供了一种方式，让内核数据以文本形式暴露给用户空间。这一章详细阐述了如何使用`/proc`来提供内核信息。 **Chapter 6. Using /proc For Input** 通过`/proc`接收输入，允许用户空间应用程序与内核进行交互，提供了读取和修改内核状态的手段。 **Chapter 7. Talking to Device Files** 介绍了通过write和ioctl函数与设备文件进行通信的方法，这是驱动程序和用户空间程序之间常见交互的方式。 **Chapter 8. System Calls** 系统调用是用户空间程序与内核交互的桥梁。本章讨论了如何创建和使用自定义的系统调用。 **Chapter 9. Blocking Processes** 当进程执行系统调用等待资源时，它们可能会被阻塞。这一章探讨了阻塞进程的概念及其管理。 **Chapter 10. Replacing Printks** printk是内核中的日志函数。本章教你如何替换printk以实现自定义的日志输出，例如控制台上的LED闪烁。 **Chapter 11. Scheduling Tasks** 任务调度是操作系统的核心部分，决定了哪个进程应当获得CPU时间。本章深入探讨了Linux内核的任务调度机制。 **Chapter 12. Interrupt Handlers** 中断处理程序负责响应硬件事件。本章详细讲解了中断处理的基本原理和编写中断处理程序的方法。 **Chapter 13. Symmetric MultiProcessing** 对称多处理（SMP）指的是多处理器系统中所有处理器共享内存并可同时执行内核代码。这一章介绍了如何在SMP系统上编写和管理内核模块。 **Chapter 14. Common Pitfalls** 总结了编写内核模块时常遇到的问题和陷阱，为开发者提供了一些建议和警告。 **Appendix B. Where To Go From Here** 鼓励读者继续深化学习，提供了进一步阅读和研究的资源和方向。 这本书是Linux内核模块开发者的宝贵参考，通过实例逐步引导读者理解并掌握内核编程的关键技术。