Linux设备驱动程序是操作系统中重要的组成部分,它为计算机硬件与系统软件之间的通信提供了桥梁。Linux操作系统广泛应用于服务器、桌面电脑、嵌入式系统等各种领域,因此,Linux设备驱动的开发在计算机技术领域中占据了非常重要的位置。 从提供的文件内容中可以看出,这是一本关于Linux设备驱动开发的书籍,以中文编撰,针对初学者以及希望深入学习Linux驱动开发的读者。全书共分为多个章节,内容覆盖了Linux驱动开发的基础知识和高级主题。 第1章设备驱动简介,涉及到驱动程序的角色、内核划分、设备和模块分类、安全问题、版本编号、版权条款、内核开发社团的加入以及本书的内容概述等。这里说明了Linux驱动程序开发者所需要了解的基本概念,以及内核开发的规范与框架。 第2章建立和运行模块,包含了如何设置测试系统、编写一个简单的“HelloWorld”模块、内核模块与应用程序的不同点、模块的编译与加载、内核符号表、模块的初始化和关闭、模块参数设置、用户空间的开发等。这些内容着重于让初学者从零开始搭建一个可以运行的内核模块,并理解模块的基本生命周期。 第3章字符驱动,讨论了字符设备的注册、open和release函数、内存使用、读写操作、对新设备的操作等。字符驱动是Linux内核中数量最多的驱动类型,它以流的形式处理数据,不涉及缓存区管理。 第4章调试技术,讲述了内核中的调试支持、打印调试、查询调试、观察调试、系统故障调试以及调试器和相关工具的使用。对于Linux驱动开发者来说,有效的调试手段是不可或缺的,这章内容有助于读者掌握在内核层面调试代码的技巧。 第5章并发和竞争情况,详细讨论了并发带来的问题、管理并发的方法,比如旗标、互斥体、Completions机制、自旋锁、锁陷阱以及各种加锁选择。这对于编写稳定高效的驱动程序是至关重要的部分。 第6章高级字符驱动操作,深入探讨了ioctl接口、阻塞I/O、poll和select机制、异步通知、设备的移位操作、设备文件的访问控制等高级特性。这章内容让驱动开发人员能够实现更复杂的设备操作和用户交互。 第7章时间、延时和延后工作,讲解了如何测量时间流失、获取当前时间、实现延后执行、内核定时器、Tasklets机制、工作队列等。这一章节的重点在于让驱动程序能够合理地安排和处理时间相关的任务。 第8章分配内存,介绍了kmalloc、后备缓存、get_free_page和相关函数、每-CPU变量、获取大量缓冲区的方法。内核中的内存分配与用户空间有很大区别,因此这部分知识对于编写内核代码十分重要。 第9章与硬件通讯,详细讨论了I/O端口和I/O内存的使用,以及如何通过它们与硬件进行通信。这包括了I/O端口的使用、示例以及I/O内存的操作等。 第10章中断处理,从并口的准备工作讲起,然后讨论了中断处理函数的安装、中断的上下半部机制、中断共享以及中断驱动I/O。中断处理是驱动编程中较为复杂的一部分,因为它要求开发者能够理解硬件和内核如何协同工作。 第11章内核中的数据类型,讨论了标准C类型在内核中的使用、数据项的明确大小、接口特定类型、移植性问题以及链表等。内核编程与用户空间编程在数据类型使用上有着明显的差异,这部分内容有助于开发者写出更为安全和高效的内核代码。 第12章PCI驱动,介绍了PCI接口的基本知识、与旧的ISA总线的对比、其他PC总线的介绍、SBus和NuBus总线等。PCI是一种广泛使用的总线标准,因此,理解PCI驱动对于开发许多类型的硬件驱动来说非常关键。 第13章USB驱动,讲解了USB设备基础知识、USB和sysfs的关系、USB的Urbs等。USB是一种普遍使用的设备连接技术,支持热插拔、即插即用等特点,是现代操作系统中不可或缺的一部分。 整体而言,这本《Linux设备驱动第三版》中文书籍,系统地覆盖了Linux内核驱动开发的各个方面,既包括基础理论知识,也涵盖了大量实际开发中的高级技巧。对于任何希望深入学习Linux内核驱动开发的人士来说,这都是一本宝贵的参考资料。
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