Linux设备驱动开发详解(第2版) 嵌入式linux技术操作详解 linux操作系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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华清远见嵌入式培训中心宋宝华编著 著

图书标签:

• Linux设备驱动
• 嵌入式Linux
• Linux操作系统
• 驱动开发
• 嵌入式技术
• 内核编程
• C语言
• 硬件接口
• 系统编程
• 技术详解

店铺： 辽海出版社图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115236579

商品编码：12082954848

包装：平装

开本：16

出版时间：2015-12-01

内容介绍
　　本书是一本介绍Linux设备驱动开发理论、框架与实例的书，本书基于LDD6410开发板，以Linux 2.6版本内核为蓝本，详细介绍自旋锁、信号量、完成量、中断顶/底半部、定时器、内存和I/O映射以及异步通知、阻塞I/O、非阻塞I/O等Linux设备驱动理论；字符设备、块设备、TTY设备、I2C设备、LCD设备、音频设备、USB设备、网络设备、PCI设备等Linux设备驱动的架构和框架中各个复杂数据架构和函数的关系，并讲解了Linux驱动开发的大量实例，使读者能够独立开发各类Linux设备驱动。 　　本书内容全面，实例丰富，操作性强，语言通俗易懂，适合广大Linux开发人员、嵌入式工程师参考使用。


关联推荐
设备驱动程序是嵌入式操作系统的重要模块，也是难点之一，Linux设备驱动程序*以复杂和繁多而著名，本书的作者集多年授课和开发的经验，以简洁的语言和丰富的实例讲述了这一技术，深入浅出，值得一读。 本书系统讲述了Linux内核驱动的支撑技术，涉及内核编程方式、内核模块、设备文件系统、同步互斥机制等。本书针对具体硬件的真实外设，结合实际外设的硬件逻辑，讲解了常见类型驱动程序的编写方法和实现细节。 如果说硬件是系统的躯体，软件是系统的灵魂，驱动就是连接躯体和灵魂的纽带，是系统运转的枢纽。本书旨在引导读者，消除读者对驱动开发的神秘感，同时也指出了老手常见的盲点与误区。*难得的是，本书通过大量开发实例生动、系统地讲解了Linux设备驱动开发的方方面面。


目录
目　录

第1篇　Linux设备驱动入门

第1章　Linux设备驱动概述及开发环境构建　2
1.1　设备驱动的作用　3
1.2　无操作系统时的设备驱动　3
1.3　有操作系统时的设备驱动　5
1.4　Linux设备驱动　6
1.4.1　设备的分类及特点　6
1.4.2　Linux设备驱动与整个软硬件系统的关系　7
1.4.3　Linux设备驱动的重点、难点　8
1.5　Linux设备驱动开发环境构建　8
1.5.1　PC上的Linux环境　8
1.5.2　LDD6410开发板　11
1.5.3　工具链安装　13
1.5.4　主机端nfs和tftp服务安装　14
1.5.5　源代码阅读和编辑　14
1.6　设备驱动Hello World：LED驱动　15
1.6.1　无操作系统时的LED驱动　15
1.6.2　Linux下的LED驱动　16
1.7　全书结构　19

第2章　驱动设计的硬件基础　21
2.1　处理器　22
2.1.1　通用处理器　22
2.1.2　数字信号处理器　23
2.2　存储器　25
2.3　接口与总线　29
2.3.1　串口　29
2.3.2　I2C　30
2.3.3　USB　31
2.3.4　以太网接口　33
2.3.5　ISA　34
2.3.6　PCI和cPCI　35
2.4　CPLD和FPGA　38
2.5　原理图分析　41
2.5.1　原理图分析的内容　41
2.5.2　原理图的分析方法　41
2.6　硬件时序分析　43
2.6.1　时序分析的概念　43
2.6.2　典型硬件时序　44
2.7　芯片手册阅读方法　45
2.8　仪器仪表使用　48
2.8.1　万用表　48
2.8.2　示波器　48
2.8.3　逻辑分析仪　50
2.9　总结　52

第3章　Linux内核及内核编程　53
3.1　Linux内核的发展与演变　54
3.2　Linux 2.6内核的特点　55
3.3　Linux内核的组成　56
3.3.1　Linux内核源代码目录结构　56
3.3.2　Linux内核的组成部分　57
3.3.3　Linux内核空间与用户空间　60
3.4　Linux内核的编译及加载　60
3.4.1　Linux内核的编译　60
3.4.2　Kconfig和Makefile　62
3.4.3　Linux内核的引导　69
3.5　Linux下的C编程特点　71
3.5.1　Linux编码风格　71
3.5.2　GNU C与ANSI C　73
3.5.3　do{ }while(0)　77
3.5.4　goto　78
3.6　总结　79

第2篇　Linux设备驱动核心理论

第4章　Linux内核模块　82
4.1　Linux内核模块简介　83
4.2　Linux内核模块程序结构　85
4.3　模块加载函数　85
4.4　模块卸载函数　86
4.5　模块参数　87
4.6　导出符号　88
4.7　模块声明与描述　89
4.8　模块的使用计数　89
4.9　模块的编译　90
4.10　使用模块绕开GPL　91
4.11　总结　91

第5章　Linux文件系统与设备文件系统　92
5.1　Linux文件操作　93
5.1.1　文件操作系统调用　93
5.1.2　C库文件操作　95
5.2　Linux文件系统　97
5.2.1　Linux文件系统目录结构　97
5.2.2　Linux文件系统与设备驱动　98
5.3　devfs设备文件系统　101
5.4　udev设备文件系统　102
5.4.1　udev与devfs的区别　102
5.4.2　sysfs文件系统与Linux设备模型　104
5.4.3　udev的组成　110
5.4.4　udev规则文件　111
5.4.5　创建和配置mdev　113
5.5　LDD6410的SD和NAND文件系统　114
5.6　总结　117

第6章　字符设备驱动　118
6.1　Linux字符设备驱动结构　119
6.1.1　cdev结构体　119
6.1.2　分配和释放设备号　120
6.1.3　file_operations结构体　120
6.1.4　Linux字符设备驱动的组成　122
6.2　globalmem虚拟设备实例描述　124
6.3　globalmem设备驱动　125
6.3.1　头文件、宏及设备结构体　125
6.3.2　加载与卸载设备驱动　126
6.3.3　读写函数　127
6.3.4　seek函数　128
6.3.5　ioctl函数　129
6.3.6　使用文件私有数据　130
6.4　globalmem驱动在用户空间的验证　136
6.5　总结　138

第7章　Linux设备驱动中的并发控制　139
7.1　并发与竞态　140
7.2　中断屏蔽　141
7.3　原子操作　142
7.3.1　整型原子操作　142
7.3.2　位原子操作　142
7.4　自旋锁　143
7.4.1　自旋锁的使用　143
7.4.2　读写自旋锁　145
7.4.3　顺序锁　147
7.4.4　读-拷贝-更新　148
7.5　信号量　152
7.5.1　信号量的使用　152
7.5.2　信号量用于同步　154
7.5.3　完成量用于同步　154
7.5.4　自旋锁vs信号量　155
7.5.5　读写信号量　155
7.6　互斥体　156
7.7　增加并发控制后的globalmem驱动　157
7.8　总结　160

第8章　Linux设备驱动中的阻塞与非阻塞I/O　161
8.1　阻塞与非阻塞I/O　162
8.1.1　等待队列　162
8.1.2　支持阻塞操作的globalfifo设备驱动　166
8.1.3　在用户空间验证globalfifo的读写　171
8.2　轮询操作　172
8.2.1　轮询的概念与作用　172
8.2.2　应用程序中的轮询编程　172
8.2.3　设备驱动中的轮询编程　172
8.3　支持轮询操作的globalfifo驱动　173
8.3.1　在globalfifo驱动中增加轮询操作　173
8.3.2　在用户空间验证globalfifo设备的轮询　174
8.4　总结　175

第9章　Linux设备驱动中的异步通知与异步I/O　176
9.1　异步通知的概念与作用　177
9.2　Linux异步通知编程　177
9.2.1　Linux信号　177
9.2.2　信号的接收　179
9.2.3　信号的释放　180
9.3　支持异步通知的globalfifo驱动　182
9.3.1　在globalfifo驱动中增加异步通知　182
9.3.2　在用户空间验证globalfifo的异步通知　184
9.4　Linux 2.6异步I/O　185
9.4.1　AIO概念与GNU C库函数　185
9.4.2　使用信号作为AIO的通知　188
9.4.3　使用回调函数作为AIO的通知　189
9.4.4　AIO与设备驱动　190
9.5　总结　192

第10章　中断与时钟　193
10.1　中断与定时器　194
10.2　Linux中断处理程序架构　195
10.3　Linux中断编程　196
10.3.1　申请和释放中断　196
10.3.2　使能和屏蔽中断　197
10.3.3　底半部机制　197
10.3.4　实例：S3C6410实时钟中断　200
10.4　中断共享　202
10.5　内核定时器　203
10.5.1　内核定时器编程　203
10.5.2　内核中延迟的工作delayed_work　205
10.5.3　实例：秒字符设备　206
10.6　内核延时　210
10.6.1　短延迟　210
10.6.2　长延迟　210
10.6.3　睡着延迟　211
10.7　总结　212

第11章　内存与I/O访问　213
11.1　CPU与内存和I/O　214
11.1.1　内存空间与I/O空间　214
11.1.2　内存管理单元MMU　215
11.2　Linux内存管理　218
11.3　内存存取　220
11.3.1　用户空间内存动态申请　220
11.3.2　内核空间内存动态申请　221
11.3.3　虚拟地址与物理地址关系　224
11.4　设备I/O端口和I/O内存的访问　225
11.4.1　Linux I/O端口和I/O内存访问接口　225
11.4.2　申请与释放设备I/O端口和I/O内存　226
11.4.3　设备I/O端口和I/O内存访问流程　227
11.4.4　将设备地址映射到用户空间　228
11.5　I/O内存静态映射　233
11.6　DMA　236
11.6.1　DMA与Cache一致性　236
11.6.2　Linux下的DMA编程　237
11.7　总结　241

第12章　工程中的Linux设备驱动　242
12.1　platform设备驱动　243
12.1.1　platform总线、设备与驱动　243
12.1.2　将globalfifo作为platform设备　244
12.1.3　platform设备资源和数据　246
12.2　设备驱动的分层思想　248
12.2.1　设备驱动核心层和例化　248
12.2.2　输入设备驱动　249
12.2.3　RTC设备驱动　254
12.3　主机驱动与外设驱动分离思想　255
12.3.1　主机、外设驱动分离的意义　255
12.3.2　Linux SPI主机和设备驱动　256
12.4　设备驱动中的电源管理　260
12.5　misc设备驱动　262
12.6　基于sysfs的设备驱动　263
12.7　Linux设备驱动的固件加载　265
12.8　Android设备驱动　266
12.9　总结　269

第3篇　Linux设备驱动实例

第13章　Linux块设备驱动　272
13.1　块设备的I/O操作特点　273
13.2　Linux块设备驱动结构　273
13.2.1　block_device_operations结构体　273
13.2.2　gendisk结构体　274
13.2.3　request与bio结构体　276
13.2.4　块设备驱动注册与注销　285
13.3　Linux块设备驱动的模块加载与卸载　286
13.4　块设备的打开与释放　288
13.5　块设备驱动的ioctl函数　288
13.6　块设备驱动的I/O请求处理　289
13.6.1　使用请求队列　289
13.6.2　不使用请求队列　291
13.7　实例1：vmem_disk驱动　292
13.7.1　vmem_disk的硬件原理　292
13.7.2　vmem_disk驱动模块的加载与卸载　293
13.7.3　vmem_disk设备驱动block_device_operations及成员函数　296
13.7.4　vmem_disk I/O请求处理　298
13.8　实例2：IDE硬盘设备驱动　300
13.9　总结　303

第14章　Linux终端设备驱动　304
14.1　终端设备　305
14.2　终端设备驱动结构　307
14.3　终端设备驱动初始化与释放　311
14.3.1　模块加载与卸载函数　311
14.3.2　打开与关闭函数　312
14.4　数据发送和接收　313
14.5　TTY线路设置　316
14.5.1　线路设置用户空间接口　316
14.5.2　tty驱动set_termios函数　317
14.5.3　tty驱动的tiocmget和tiocmset函数　318
14.5.4　tty驱动ioctl函数　319
14.6　UART设备驱动　320
14.7　printk和early_printk console驱动　325
14.8　实例：S3C6410串口与console驱动　328
14.8.1　S3C6410串口硬件描述　328
14.8.2　S3C6410串口UART驱动　330
14.8.3　S3C6410串口console驱动　331
14.9　总结　332

第15章　Linux的I2C核心、总线与设备驱动　333
15.1　Linux的I2C体系结构　334
15.2　Linux I2C核心　339
15.3　Linux I2C总线驱动　341
15.3.1　I2C适配器驱动加载与卸载　341
15.3.2　I2C总线通信方法　342
15.4　Linux I2C设备驱动　344
15.4.1　Linux I2C设备驱动的模块加载与卸载　344
15.4.2　Linux I2C设备驱动的数据传输　344
15.4.3　Linux的i2c-dev.c文件分析　345
15.5　S3C6410 I2C总线驱动实例　349
15.5.1　S3C6410 I2C控制器硬件描述　349
15.5.2　S3C6410 I2C总线驱动总体分析　349
15.5.3　S3C6410 I2C适配器驱动的模块加载与卸载　350
15.5.4　S3C6410 I2C总线通信方法　354
15.6　AT24XX EEPROM的I2C设备驱动实例　359
15.7　总结　362

第16章　Linux网络设备驱动　363
16.1　Linux网络设备驱动的结构　364
16.1.1　网络协议接口层　364
16.1.2　网络设备接口层　366
16.1.3　设备驱动功能层　369
16.1.4　网络设备与媒介层　369
16.2　网络设备驱动的注册与注销　369
16.3　网络设备的初始化　371
16.4　网络设备的打开与释放　372
16.5　数据发送流程　373
16.6　数据接收流程　374
16.7　网络连接状态　377
16.8　参数设置和统计数据　378
16.9　DM9000网卡设备驱动实例　381
16.9.1　DM9000网卡硬件描述　381
16.9.2　DM9000网卡驱动设计分析　383
16.10　总结　387

第17章　Linux音频设备驱动　388
17.1　数字音频设备　389
17.2　音频设备硬件接口　390
17.2.1　PCM接口　390
17.2.2　IIS接口　390
17.2.3　AC'97接口　390
17.3　Linux OSS音频设备驱动　391
17.3.1　OSS驱动的组成　391
17.3.2　mixer接口　392
17.3.3　dsp接口　393
17.3.4　OSS用户空间编程　394
17.4　Linux ALSA音频设备驱动　399
17.4.1　ALSA的组成　399
17.4.2　card和组件管理　400
17.4.3　PCM设备　402
17.4.4　控制接口　412
17.4.5　AC97 API接口　416
17.4.6　ALSA用户空间编程　418
17.5　Linux ASoC音频设备驱动　423
17.5.1　ASoC驱动的组成　423
17.5.2　ASoC Codec驱动　423
17.5.3　ASoC平台驱动　426
17.5.4　ASoC板驱动　429
17.6　S3C6410+WM9714 ASoC驱动实例　430
17.7　总结　439

第18章　LCD设备驱动　440
18.1　LCD硬件原理　441
18.2　帧缓冲　443
18.2.1　帧缓冲的概念　443
18.2.2　显示缓冲区与显示点　443
18.2.3　Linux帧缓冲相关数据结构与函数　444
18.3　Linux帧缓冲设备驱动结构　450
18.4　帧缓冲设备驱动的模块加载与卸载函数　450
18.5　帧缓冲设备显示缓冲区的申请与释放　452
18.6　帧缓冲设备的参数设置　453
18.6.1　定时参数　453
18.6.2　像素时钟　454
18.6.3　颜色位域　454
18.6.4　固定参数　455
18.7　帧缓冲设备驱动的fb_ops成员函数　455
18.8　LCD设备驱动的读写、mmap和ioctl函数　456
18.9　帧缓冲设备的用户空间访问　461
18.10　Linux图形用户界面　463
18.10.1　Qt-X11/QtEmbedded/Qtopia　463
18.10.2　Microwindows/Nano-X　467
18.10.3　MiniGUI　469
18.10.4　Android　471
18.11　实例：S3C6410 LCD设备驱动　474
18.12　总结　478

第19章　Flash设备驱动　479
19.1　Linux Flash驱动结构　480
19.1.1　Linux MTD系统层次　480
19.1.2　Linux MTD系统接口　480
19.1.3　MTD用户空间编程　485
19.2　NOR Flash驱动　488
19.3　NAND Flash驱动　491
19.4　NOR Flash驱动实例：S3C6410外围的NOR Flash驱动　496
19.5　NAND Flash驱动实例：S3C6410外围的NAND Flash驱动　497
19.5.1　S3C6410 NAND控制器硬件描述　497
19.5.2　S3C6410 nand_chip初始化与NAND探测　498
19.6　Flash文件系统的建立　500
19.6.1　Flash转换层　500
19.6.2　CramFS　501
19.6.3　JFFS/JFFS2　501
19.6.4　YAFFS/YAFFS2　502
19.6.5　UBI/UBIFS　505
19.7　总结　506

第20章　USB主机与设备驱动　507
20.1　Linux USB驱动层次　508
20.1.1　主机侧与设备侧USB驱动　508
20.1.2　设备、配置、接口、端点　509
20.2　USB主机控制器驱动　512
20.2.1　USB主机控制器驱动的整体结构　512
20.2.2　实例：S3C6410 USB 1.1主机驱动　516
20.3　USB设备驱动　518
20.3.1　USB设备驱动整体结构　518
20.3.2　USB请求块(URB)　523
20.3.3　探测和断开函数　527
20.3.4　USB骨架程序　528
20.3.5　实例：USB键盘驱动　534
20.4　USB UDC与gadget驱动　536
20.4.1 UDC和gadget驱动关键数据结构与API　536
20.4.2　实例：S3C6410 USB 2.0的UDC驱动　540
20.4.3　实例：file storage gadget驱动　542
20.5　USB OTG驱动　544
20.6　总结　545

第21章　PCI设备驱动　547
21.1　PCI总线与配置空间　548
21.1.1　PCI总线的Linux描述　548
21.1.2　PCI设备的Linux描述　550
21.1.3　PCI配置空间访问　551
21.1.4　PCI DMA相关的API　555
21.1.5　PCI 设备驱动其他常用API　555
21.2　PCI设备驱动结构　556
21.2.1　PCI设备驱动的组成　556
21.2.2　实例：PCI骨架程序　560
21.3　总结　562

第4篇　Linux设备驱动调试、移植

第22章　Linux设备驱动的调试　564
22.1　Linux开发环境建设　565
22.1.1　实验室建设　565
22.1.2　工具链　566
22.1.3　串口工具　567
22.2　GDB调试器用法　570
22.2.1　GDB基本用法　570
22.2.2　DDD图形界面调试工具　578
22.3　Linux内核调试　580
22.4　内核打印信息——printk()　581
22.5　使用/proc　582
22.6　Oops　586
22.7　监视工具　588
22.8　内核调试器　589
22.8.1　kcore　589
22.8.2　KDB　592
22.8.3　KGDB　594
22.9　使用仿真器调试内核　595
22.10　应用程序调试　596
22.11　Linux性能监控与调优工具　598
22.12　总结　601

第23章　Linux设备驱动的移植　602
23.1　编写可移植的设备驱动　603
23.1.1　可移植的数据类型　603
23.1.2　结构体对界　604
23.1.3　Little Endian与Big Endian　605
23.1.4　内存页面大小　605
23.2　巧用同类设备驱动　606
23.2.1　巧用demo板驱动　606
23.2.2　巧用类似芯片的驱动程序　606
23.2.3　借用芯片厂商的范例程序　609
23.3　从Linux 2.4移植设备驱动到Linux 2.6　610
23.4　Linux与其他操作系统之间的驱动移植　618
23.5　Linux内核的移植　626
23.6　总结　630

参考文献　631

深入探索现代操作系统内核：构建与驱动构建的艺术 本书是一本旨在带领读者深入理解现代操作系统内核运作机制，并掌握驱动程序开发关键技术的深度教程。它不仅涵盖了操作系统的基本原理，更着眼于如何通过驱动程序的编写，实现硬件与操作系统的无缝对接，从而充分发挥硬件性能，构建稳定高效的系统。本书适合有一定编程基础，希望进阶操作系统内核开发或嵌入式系统驱动开发的技术人员阅读。 第一部分：操作系统内核的基石——深入理解核心概念 在开始驱动程序开发之前，充分理解操作系统内核的设计理念和核心组件至关重要。本书的第一部分将为您打下坚实的基础，引领您逐步揭开内核的神秘面纱。 内核架构与模块化设计： 我们将从宏观层面解析现代操作系统的内核架构，重点关注其模块化设计。理解内核如何被组织成相互协作的模块，以及这些模块之间的接口和通信机制，是掌握内核开发的基础。您将学习到诸如内核空间与用户空间的概念、系统调用接口的原理，以及如何利用内核模块化特性来扩展系统功能。 进程与线程管理： 进程和线程是操作系统中最基本也是最重要的概念。本书将深入剖析进程的创建、调度、同步与通信机制。您将理解进程状态的演变、不同调度算法的优劣，以及如何利用锁、信号量、条件变量等同步原语来避免竞态条件和死锁。线程作为轻量级进程，其创建、管理和同步方式也将被详细讲解。 内存管理： 高效的内存管理是操作系统性能的关键。我们将深入探讨虚拟内存、分页、分段等概念，以及它们如何在硬件的支持下协同工作。您将了解内存的分配与回收策略，例如伙伴系统、 slab 分配器等，并理解页面置换算法的原理。对于驱动程序开发而言，理解内核如何管理内存，以及如何安全地分配和访问内核内存，是避免内存泄漏和访问冲突的前提。 中断与异常处理： 硬件设备与操作系统的交互离不开中断和异常。本书将详细讲解中断的产生、中断控制器的工作原理，以及内核如何响应中断。您将学习到中断服务例程（ISR）的设计，以及中断上半部和下半部的分离机制，以确保中断处理的效率和系统的响应能力。异常，作为程序执行中的非正常情况，其发生机制和内核的处理流程也将被深入解析。 同步与并发控制： 在多处理器环境下，对共享资源的访问需要精密的同步机制来保证数据的一致性。我们将详细讲解各种锁机制，如自旋锁、互斥锁、读写锁，以及它们的使用场景和注意事项。此外，原子操作、信号量、读写信号量等也是实现并发控制的重要工具，本书将对其进行详细阐述。理解这些同步原语的细微差别，对于编写健壮的并发驱动程序至关重要。 设备模型与总线： 现代操作系统通常采用设备模型来统一管理和描述各种硬件设备。本书将介绍设备模型的设计理念，包括设备、驱动、总线之间的关系。您将理解如何通过设备模型来抽象硬件细节，实现驱动程序的平台无关性。PCI、USB、I2C、SPI等常见总线接口的工作原理和通信协议也将被介绍，为理解具体设备的驱动开发奠定基础。 第二部分：驱动程序开发实战——从入门到精通 掌握了内核的基础知识后，本书将带领您进入驱动程序开发的实战环节，通过大量的实例和详细的步骤，让您亲手打造属于自己的驱动程序。 Linux内核模块（LKM）基础： 内核模块是Linux驱动程序最常见的实现方式。我们将从最基础的LKM开始，讲解模块的加载、卸载、参数传递、符号导出等核心概念。您将学习如何编写简单的内核模块，并了解模块与内核之间的交互方式。 字符设备驱动： 字符设备是驱动程序开发中最基础也是最常用的类型之一。本书将详细讲解字符设备驱动的设计与实现，包括设备文件的创建、主次设备号的使用、 `file_operations` 结构体的编写。您将学习如何处理 `open` 、 `read` 、 `write` 、 `ioctl` 等用户空间请求，并理解设备内存的映射。 块设备驱动： 块设备（如硬盘、SSD）的驱动开发涉及更复杂的数据块读写操作。我们将介绍块设备驱动的接口，如请求队列、请求结构体，以及如何处理 I/O 请求。您将学习如何实现块设备的读写，并理解其与文件系统的交互。 网络设备驱动： 网络设备（如网卡）的驱动开发是连接系统与网络的关键。本书将深入讲解网络设备驱动的框架，包括数据包的接收与发送、MAC地址的处理、网络协议栈的交互。您将学习如何编写网卡驱动，实现网络通信的功能。 平台设备驱动： 平台设备是嵌入式系统中常见的一种设备类型，它们通常没有独立的设备总线，而是由平台本身提供的资源。本书将介绍平台设备驱动的开发方法，如何获取平台设备信息，以及如何使用平台数据来初始化设备。 I/O 内存与 I/O 端口访问： 驱动程序需要直接与硬件进行交互，这通常涉及到对 I/O 内存和 I/O 端口的访问。本书将详细讲解如何使用 `ioremap` 、 `readb` 、 `writeb` 等函数来安全地访问硬件寄存器，并强调内存访问的注意事项，如字节序和对齐问题。 DMA（Direct Memory Access）控制器： DMA 是提高数据传输效率的关键技术。本书将详细讲解 DMA 的原理，以及如何编写 DMA 驱动程序。您将学习如何设置 DMA 控制器，进行数据传输的描述符链，并处理 DMA 中断。 并发与同步在驱动开发中的应用： 在实际的驱动程序开发中，并发和同步是不可避免的问题。本书将结合具体的驱动程序开发场景，深入讲解如何有效地运用锁、原子操作等同步原语来保护共享数据，避免竞态条件，确保驱动程序的稳定性和可靠性。 错误处理与调试技巧： 驱动程序开发是复杂且充满挑战的。本书将提供实用的错误处理策略，如如何捕获和报告错误，如何优雅地处理硬件故障。同时，我们将介绍各种调试工具和技巧，如 `printk` 、 `kdb` 、 `ftrace` 等，帮助您快速定位和解决驱动程序中的问题。 高级驱动开发主题： 在掌握了基础驱动开发之后，本书还将涉足一些高级主题，例如： 电源管理： 如何让您的设备在不使用时进入低功耗状态，以延长电池寿命。 热插拔： 如何支持设备的动态插入和拔出，而无需重启系统。 用户空间驱动框架（如 UIO）： 了解如何将部分驱动逻辑转移到用户空间，以提高开发效率和安全性。 与文件系统的交互： 深入理解驱动程序如何与文件系统协同工作，实现数据的高效读写。 第三部分：嵌入式系统中的驱动开发实践 本书特别关注嵌入式Linux系统的驱动开发，为您提供贴合实际的应用场景。 嵌入式系统概述： 简要介绍嵌入式系统的特点，与通用计算机系统的区别，以及嵌入式Linux开发环境的搭建。 嵌入式驱动开发面临的挑战： 探讨嵌入式系统特有的挑战，如资源受限、硬件多样性、实时性要求等。 跨平台驱动开发： 讲解如何编写具有一定平台无关性的驱动程序，以便在不同的嵌入式硬件上复用。 特定嵌入式硬件接口驱动： 针对嵌入式系统中常见的接口，如 GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC 等，提供详细的驱动开发实例。 嵌入式系统中的设备树（Device Tree）： 重点讲解设备树在嵌入式Linux中的重要性，如何使用设备树来描述硬件，以及驱动程序如何解析设备树信息。 实时性与性能优化： 介绍在嵌入式系统中实现实时响应和优化驱动程序性能的策略。 本书特色： 理论与实践相结合： 每一章的讲解都紧密结合实际的驱动程序代码示例，让读者在理解理论的同时，也能快速上手实践。 由浅入深： 内容从基础概念逐步深入到高级主题，适合不同水平的读者。 实用性强： 强调驱动程序开发的实际应用，尤其关注嵌入式系统中的开发需求。 代码注释详细： 提供的所有代码示例都附带详细的注释，帮助读者理解每一行代码的作用。 注重细节： 深入剖析每一个API和每一个机制的细节，帮助读者理解其背后的原理。 通过学习本书，您将能够： 深刻理解现代操作系统的内核机制。 熟练掌握 Linux 内核模块的开发流程。 独立编写各种类型的设备驱动程序。 优化驱动程序的性能和稳定性。 胜任嵌入式系统中的驱动开发工作。 本书是您通往高效、稳定、高性能操作系统内核及驱动程序开发的理想指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容之丰富，让我不禁感叹作者在Linux操作系统领域的深厚功底。我一直对Linux的内核模块机制非常感兴趣，特别是如何加载、卸载模块，以及模块之间如何进行通信。这本书对此有非常详尽的介绍，让我对内核模块的生命周期管理有了全面的认识。书中不仅仅讲解了静态编译进内核的驱动，还重点阐述了动态加载的模块化驱动开发方式，这对于提高内核的灵活性和可维护性非常重要。我尤其欣赏书中对内核同步机制的讲解，比如自旋锁、互斥锁、信号量等，以及它们在多线程、多进程环境下的应用场景。这有助于我编写出更健壮、更安全的驱动程序，避免出现竞态条件等问题。另外，书中还深入探讨了Linux的用户空间和内核空间之间的交互方式，包括系统调用、`/proc` 和 `/sys` 文件系统的使用，以及如何通过这些接口来管理和监控系统。这些内容对于我理解应用程序是如何与操作系统内核进行信息交换非常有帮助。书中还涉及了一些内存管理的高级概念，如页面缓存、内存映射等，这让我对Linux内存管理的效率和机制有了更深的理解。总的来说，这本书为我提供了一个深入了解Linux操作系统内部运作机制的绝佳视角。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是Linux系统编程领域的“宝藏”！我一直对Linux系统的底层运作原理充满好奇，尤其是在理解系统调用、进程间通信（IPC）以及信号处理等方面，常常感到力不从心。这本书在这方面给了我极大的启示。它没有局限于简单的API调用，而是深入挖掘了Linux内核是如何实现这些功能的。例如，关于进程调度的部分，书中不仅仅介绍了各种调度算法，还详细阐述了内核是如何在用户空间和内核空间之间切换的，以及这个过程中涉及到的上下文切换机制。这对于我理解多任务和并发的本质非常有帮助。另外，书中对文件系统的讲解也十分细致，从VFS（虚拟文件系统）的概念到不同文件系统的实现细节，都做了清晰的阐述。我之前对文件系统只是停留在表面的理解，现在通过这本书，我能更深入地理解文件是如何存储、读取和管理，以及应用程序如何通过系统调用与之交互。书中还详细讲解了网络编程中的一些高级话题，比如套接字编程、IO复用（select、poll、epoll）等，并结合实际案例进行了演示，这让我对构建高性能网络应用有了更深的认识。这本书的内容深度和广度都令人印象深刻，绝对是想要深入了解Linux操作系统精髓的开发者的必读书籍。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的体验，就像是得到了一位经验丰富的导师在身边悉心指导。我本身是做嵌入式开发的，虽然接触过Linux，但对于如何与硬件进行深度交互，如何编写能够直接驱动硬件的程序，一直缺乏系统性的指导。这本书恰好填补了我的这个知识盲区。它以非常贴近实际开发需求的方式，讲解了嵌入式Linux开发中的关键技术。例如，在讲解GPIO、I2C、SPI等常用硬件接口驱动时，书中提供了非常详尽的代码示例，并且对每个代码段的含义都进行了深入的剖析，让我能够清晰地理解每一个寄存器的操作、每一个中断的处理流程。更重要的是，书中还穿插了大量实用的调试技巧和故障排除方法。我经常遇到驱动程序运行异常，但又不知道从何下手进行调试，这本书提供了一系列系统性的思路，比如如何利用printk进行日志输出、如何使用gdb进行内核调试，甚至是如何分析硬件手册来定位问题。这些内容对于提高我的开发效率和解决实际问题的能力起到了至关重要的作用。此外，书中还涉及了一些高级主题，比如设备树（Device Tree）的编写和应用，这对于在不同硬件平台上开发驱动非常有价值。总的来说，这本书是我在嵌入式Linux开发道路上遇到的最实用、最深入的指导书籍之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！作为一名曾经对Linux设备驱动开发感到一丝畏惧的初学者，我怀揣着忐忑的心情翻开了它。一开始，我担心里面充斥着晦涩难懂的汇编代码和枯燥乏味的底层概念，但事实证明我的担忧是多余的。作者以一种非常直观和循序渐进的方式，将那些看似遥不可及的内核机制一一剖析。比如，它不仅仅是告诉你如何写一个驱动，而是深入浅出地讲解了Linux内核的整体架构，包括进程管理、内存管理、中断处理等等，这些基础知识对于理解设备驱动是如何与操作系统协同工作的至关重要。书中举例的设备驱动，从简单的字符设备到复杂的块设备，每一个例子都配有详细的代码解析和运行说明，让我能够边学边练，及时巩固。更让我惊喜的是，书中还涉及了一些在实际嵌入式开发中非常常见的技巧，比如如何优化驱动的性能，如何进行有效的调试，以及如何处理并发和同步问题。这些内容对于提升我的实战能力非常有帮助。我特别喜欢书中对各种内核API的讲解，它不像一般的文档那样生硬，而是通过实际场景来解释API的用途和用法，这使得我能够快速理解并运用到自己的项目中。总的来说，这本书为我打开了Linux设备驱动开发的大门，让我对这个领域充满了信心和热情。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，可以说是让我对Linux系统的理解上升到了一个全新的维度。我一直对Linux系统的可定制性和灵活性感到着迷，而这本书恰恰深入地揭示了其背后的原理。在阅读过程中，我不仅学习了如何编写和调试设备驱动，更重要的是，我对Linux内核的整体设计哲学有了更深刻的体会。书中对Linux内核中各种抽象层的介绍，比如I/O子系统、网络协议栈等，让我能够理解这些抽象层是如何屏蔽底层硬件差异，从而实现跨平台兼容性的。我特别喜欢书中对内存管理机制的讲解，它不仅仅是简单的内存分配和释放，而是深入到了页面置换算法、内存映射以及TLB（Translation Lookaside Buffer）等更底层的细节，这让我对Linux系统的高效内存利用有了全新的认识。书中还详细讲解了Linux系统中各种进程间通信（IPC）机制，包括管道、消息队列、共享内存以及套接字等，并分析了它们各自的优缺点和适用场景，这为我进行复杂的系统设计提供了重要的参考。总的来说，这本书的内容深度和广度都非常出色，它不仅仅是一本技术手册，更是一本能够帮助读者建立起对Linux系统全面理解的“百科全书”。