Android驱动开发权威指南

前言

第一篇　Android的前世今生——Android概述篇

第1章　Android的前世今生 2

1.1　Android的起源 2

1.2　开放手机联盟 2

1.3　开源与相关协议 3

1.4　系统的升级与发展 3

第2章　Android体系结构 4

2.1　四层空间基本结构 4

2.1.1　Android系统底层开发 6

2.1.2　应用程序开发 7

2.2　Android代码目录结构 7

2.3　Android开发环境搭建 8

第二篇　勿于浮砂筑高台——Linux驱动基础篇

第3章　Linux 内核综述 14

3.1　OS基本概念 14

3.1.1　多用户系统 15

3.1.2　用户和组 15

3.1.3　进程 16

3.1.4　Linux单核架构 16

3.2　Linux内核综述 18

3.2.1　进程/内核模型综述 18

3.2.2　内存管理综述 26

3.2.3　文件系统综述 29

3.2.4　设备驱动简述 34

第4章　Linux内核编程与内核模块 35

4.1　Linux内核源代码目录结构 35

4.2　Linux内核的编译与启动 36

4.3　Linux内核的C编程 37

4.4　Linux内核模块基础与骨架 43

4.5　Linux模块的加载与卸载 46

4.6　Linux模块的参数与导出符号 46

4.7　Linux模块的使用计数 48

第5章　Linux文件系统 50

5.1　Linux文件系统概述 50

5.1.1　Linux文件系统的目录结构 50

5.1.2　设备驱动与Linux文件系统的关联 51

5.2　Linux设备文件系统 55

5.2.1　devfs设备文件系统 55

5.2.2　udev设备文件系统 56

5.2.3　sysfs文件系统与Linux设备 57

5.2.4　udev的组成 67

5.2.5　udev规则文件 68

第6章　Linux字符设备驱动 70

6.1　Linux字符设备驱动结构 70

6.1.1　cdev结构体 70

6.1.2　分配和释放设备号 71

6.1.3　file_operations结构体 72

6.1.4　Linux字符设备驱动的组成 74

6.2　一个字符设备驱动例子——virtualchar 77

6.2.1　头文件、宏及设备结构体 77

6.2.2　加载与卸载设备驱动 78

6.2.3　驱动函数实现 79

6.2.4　驱动设备私有数据 83

6.3　对virtualchar设备的访问 90

第7章　Linux设备驱动中的内存与I/O访问 92

7.1　CPU与内存和I/O之间的故事 92

7.1.1内存空间与I/O空间 92

7.1.2　内存管理单元MMU 93

7.2　Linux内存管理 97

7.3　Linux内存访问 99

7.4　Linux I/O访问 102

7.4.1　访问I/O 102

7.4.2　申请与释放I/O资源 105

7.4.3　I/O访问流程 107

7.4.4　设备地址与用户空间的映射 107

7.5　DMA 114

7.5.1　DMA与Cache的一致性 114

7.5.2　Linux下的DMA编程 114

第8章　Linux设备驱动中的中断 125

8.1　Linux中断及中断处理架构 125

8.2　Linux中断编程 126

8.2.1　申请和释放中断 126

8.2.2　使能与屏蔽中断 127

8.2.3　底半部机制 127

8.2.4　中断共享 130

8.3　Linux定时器 132

8.4　Linux延时处理 134

8.4.1　短延时 135

8.4.2　长延时 135

8.4.3　睡眠延时 136

第9章　Linux设备驱动中的并发 138

9.1　Linux中的并发与竞争 138

9.2　Linux中常用的同步访问技术 139

9.2.1　中断屏蔽 139

9.2.2　原子操作 140

9.2.3　自旋锁 142

9.2.4　信号量 147

9.2.5　互斥灯 152

9.3　增加并发控制的virtualchar驱动 153

第10章　Linux设备的阻塞式与非阻塞式访问 157

10.1　阻塞式与非阻塞式访问 157

10.1.1　等待队列 158

10.1.2　支持阻塞操作的virtualfifo设备驱动 162

10.2　Linux的轮询访问 167

10.2.1　应用程序中的轮询编程 167

10.2.2　设备驱动中的轮询编程 168

10.2.3　支持轮询操作的virtualfifo驱动 169

第11章　Linux设备驱动中的异步访问 171

11.1　Linux 2.6 中的异步访问 171

11.1.1　异步访问概念与GNU C库函数 171

11.1.2　使用信号作为异步访问的通知 175

11.1.3　使用回调函数作为异步访问的通知 177

11.1.4　异步访问与设备驱动 178

11.2　异步Fifo驱动例子 180

11.2.1　在virtualfifo驱动中增加异步通知 180

11.2.2　在用户空间验证virtualfifo的异步通知 182

第12章　Linux块设备驱动 184

12.1　块设备的I/O操作特点 184

12.2　Linux块设备驱动结构 184

12.2.1　block_device_operations结构体 184

12.2.2　gendisk结构体 186

12.2.3　request与bio结构体 188

12.2.4　块设备驱动注册与注销 197

12.3　Linux块设备驱动的模块加载与卸载 198

12.4　块设备的打开/释放/IOCTL 200

第13章　Linux网络设备驱动 202

13.1　Linux网络设备驱动体系结构 202

13.2　Linux网络设备驱动结构 203

13.3　Linux网络设备驱动I/O实现 204

13.3.1　网络设备初始化 204

13.3.2　网络数据包的收发 205

第三篇　实践出真知——Android驱动实践篇

第14章　Android HAL层的设计 208

14.1　Android HAL概述 208

14.2　为Android开发虚拟驱动virtualio 209

14.3　Android集成C程序访问virtualio 220

14.4　Android通过HAL访问virtualio 222

14.4.1　virtualio HAL模块实现 222

14.4.2　实现访问virtualio HAL模块JNI 226

14.4.3　在Framework层增加virtualio服务 229

第15章　Framebuffer子系统 231

15.1　Linux Framebuffer一般子系统 231

15.1.1　Framebuffer数据结构 231

15.1.2　Framebuffer驱动 237

15.2　Android Framebuffer子系统实践 238

15.2.1　硬件基础 238

15.2.2　CPU侧显示驱动模块 240

15.2.3　LCM驱动模块 242

15.3　Android系统对Framebuffer的使用 247

第16章　Input子系统 249

16.1　Linux Input一般子系统 249

16.1.1　Input数据结构 250

16.1.2　Input内核模块 252

16.2　Android Input子系统实践 257

16.2.1　硬件基础 258

16.2.2　Input驱动模块 258

16.3　Android系统对Input的使用 263

第17章　V4L2子系统 266

17.1　Linux V4L2一般子系统 266

17.1.1　V4L2数据结构 266

17.1.2　V4L2接口 268

17.1.3　V4L2虚拟驱动vivi 273

17.2　Android V4L2实践 279

17.2.1　硬件基础 280

17.2.2　CPU侧CCIC驱动模块 281

17.2.3　OV5642模组驱动模块 283

17.3　Android系统对V4L2的使用 286

第18章　Binder IPC通信子系统 288

18.1　Binder驱动概述 288

18.2　Binder通信模型 288

18.3　Binder驱动 291

18.3.1　Binder相关的结构体 292

18.3.2　Android Binder子系统的架构设计 292

18.4　Binder的工作流程 293

第19章　USB子系统 295

19.1　USB协议基础知识 295

19.1.1　USB物理连接 295

19.1.2　USB通信协议 297

19.2　USB子系统底层 299

19.2.1　USB Core 299

19.2.2　Linux USB gadget三层架构 303

19.3　Android USB子系统实践 305

19.3.1　Android IPC通信补充 305

19.3.2　Android USB Mass Storage流程分析 309

第20章　Bootloader引导子系统 312

20.1　Bootloader流程分析 312

20.1.1　Bootloader概述 312

20.1.2　U-Boot启动流程分析 314

20.2　Bootloader修改指南 317

20.2.1　开机第一帧图的修改 317

20.2.2　开机模式的定制 318

参考文献 321

《Android驱动开发权威指南》根据作者多年的从业经验，从开发实战出发，全面深入地讲解了Android驱动开发。本书以Android驱动本质为源，深入浅出地剖析了Android驱动程序开发要用到的DMA、中断、同步、等待队列与signal等多项技术。本书还从系统的角度描述了Android驱动与Android其他部分的有机结合，为Android用户提供各类智能输入/输出服务。
　　《Android驱动开发权威指南》适合从事Linux开发、Android底层驱动开发、系统框架开发，以及Android底层模块验证测试等的相关软件工程人员阅读；也适合从事Android智能手机其他领域的研发人员参考；还适合作为大、中专院校与培训机构的相关实践性指导教材。

来自中国通信企业的资深工程师多年驱动开发经验的梳理
　　系统剖析Android底层开发，填补了底层开发书籍的空白
　　紧扣驱动开发的本质，一层一层向读者展现设备驱动开发的核心技术
　　驱动开发工程性极强，案例翔实，代码丰富，引导读者边阅读边实践