Linux驱动开发入门与实战

第1篇 Linux驱动开发基础

第1章 Linux驱动开发概述

1.1 Linux设备驱动的基本概念

1.1.1 设备驱动程序概述

1.1.2 设备驱动程序的作用

1.1.3 设备驱动的分类

1.2 Linux操作系统与驱动的关系

1.3 Linux驱动程序开发

1.3.1 用户态和内核态

1.3.2 模块机制

1.3.3 编写设备驱动程序需要了解的知识

1.4 编写设备驱动程序的注意事项

1.4.1 应用程序开发与驱动程序开发的差异

1.4.2 GUNC开发驱动程序

1.4.3 不能使用C库开发驱动程序

1.4.4 没有内存保护机制

1.4.5 小内核栈

1.4.6 重视可移植性

1.5 Linux驱动的发展趋势

1.5.1 Linux驱动的发展

1.5.2 驱动的应用

1.5.3 相关学习资源

1.6 小结

第2章 嵌入式处理器和开发板简介

2.1 处理器的选择

2.1.1 处理器简述

2.1.2 处理器的种类

2.2 ARM处理器

2.2.1 ARM处理器简介

2.2.2 ARM处理器系列

2.2.3 ARM处理器的应用

2.2.4 ARM处理器的选型

2.2.5 ARM处理器选型举例

2.3 S3C2440开发板

2.3.1 S3C2440开发板简介

2.3.2 S3C2440开发板的特性

2.3.3 其他开发板

2.4 小结

第3章 构建嵌入式驱动程序开发环境

3.1 虚拟机和Linux安装

3.1.1 在Windows上安装虚拟机

3.1.2 在虚拟机上安装Linux

3.1.3 设置共享目录

3.2 代码阅读工具SourceInsight

3.2.1 Sourcelnsight简介

3.2.2 阅读源代码

3.3 小结

第4章 构建嵌入式Linux操作系统

4.1 Linux操作系统的介绍

4.1.1 Linux操作系统

4.1.2 Linux操作系统的优点

4.2 Linux内核子系统

4.2.1 进程管理

4.2.2 内存管理

4.2.3 文件系统

4.2.4 设备管理

4.2.5 网络功能

4.3 Linux源代码结构分析

4.3.1 arch目录

4.3.2 drivers目录

4.3.3 fs目录

4.3.4 其他目录

4.4 内核配置选项

4.4.1 配置编译过程

4.4.2 常规配置

4.4.3 模块配置

4.4.4 块设备层配置

4.4.5 CPU类型和特性配置

4.4.6 电源管理配置

4.4.7 总线配置

4.4.8 网络配置

4.4.9 设备驱动配置

4.4.10 文件系统配置

4.5 嵌入式文件系统基础知识

4.5.1 嵌入式文件系统

4.5.2 嵌入式系统的存储介质

4.5.3 JFFS文件系统

4.5.4 YAFFS文件系统

4.6 构建根文件系统

4.6.1 根文件系统概述

4.6.2 Linux根文件系统目录结构

4.6.3 BusyBox构建根文件系统

4.7 小结

第5章 构建第一个驱动程序

5.1 开发环境配置之内核升级

5.1.1 为什么升级内核

5.1.2 内核升级

5.1.3 make menconfig的注意事项

5.2 Hello World驱动程序

5.2.1 驱动模块的组成

5.2.2 Hello World模块

5.2.3 编译Hello World模块

5.2.4 模块的操作

5.2.5 Hello World模块加载后文件系统的变化

5.3 模块参数和模块之间通信

5.3.1 模块参数

5.3.2 模块的文件格式ELF

5.3.3 模块之间的通信

5.3.4 模块之间的通信实例

5.4 将模块加入内核

5.4.1 向内核添加模块

5.4.2 Kconfig

5.4.3 Kconfig的语法

5.4.4 应用实例：在内核中新增加add_sub模块

5.4.5 对add_sub模块进行配置

5.5 小结

第6章 简单的字符设备驱动程序

6.1 字符设备驱动程序框架

6.1.1 字符设备和块设备

6.1.2 主设备号和次设备号

6.1.3 申请和释放设备号

6.2 初识cdev结构

6.2.1 cdev结构体

6.2.2 file_operations结构体

6.2.3 cdev和file_operations结构体的关系

6.2.4 inode结构体 102

6.3 字符设备驱动的组成 103

6.3.1 字符设备加载和卸载函数 103

6.3.2 file_operations结构体和其成员函数

6.3.3 驱动程序与应用程序的数据交换

6.3.4 字符设备驱动程序组成小结

6.4 VirtualDisk字符设备驱动

6.4.1 VirtualDisk的头文件、宏和设备结构体

6.4.2 加载和卸载驱动程序

6.4.3 cdev的初始化和注册

6.4.4 打开和释放函数

6.4.5 读写函数

6.4.6 seek()函数

6.4.7 ioctl()函数

6.5 小结

第2篇 Linux驱动开发核心技术

第7章 设备驱动中的并发控制

7.1 并发与竞争

7.2 原子变量操作

7.2.1 原子变量操作

7.2.2 原子整型操作

7.2.3 原子位操作

7.3 自旋锁

7.3.1 自旋锁概述

7.3.2 自旋锁的使用

7.3.3 自旋锁的使用注意事项

7.4 信号量

7.4.1 信号量概述

7.4.2 信号量的实现

7.4.3 信号量的使用

7.4.4 自旋锁与信号量的对比

7.5 完成量

7.5.1 完成量概述

7.5.2 完成量的实现

7.5.3 完成量的使用

7.6 小结

第8章 设备驱动中的阻塞和同步机制

8.1 阻塞和非阻塞

8.2 等待队列

8.2.1 等待队列概述

8.2.2 等待队列的实现

8.2.3 等待队列的使用

8.3 同步机制实验

8.3.1 同步机制设计

8.3.2 实验验证

8.4 小结

第9章 中断与时钟机制

9.1 中断简述

9.1.1 中断的概念

9.1.2 中断的宏观分类

9.1.3 中断产生的位置分类

9.1.4 同步和异步中断

9.1.5 中断小结

9.2 中断的实现过程

9.2.1 中断信号线（IRQ）

9.2.2 中断控制器

9.2.3 中断处理过程

9.2.4 中断的安装与释放

9.3 按键中断实例

9.3.1 按键设备原理图

9.3.2 有寄存器设备和无寄存器设备

9.3.3 按键设备相关端口寄存器

9.4 按键中断实例程序分析

9.4.1 按键驱动程序组成

9.4.2 初始化函数s3c2440_buttons_init()

9.4.3 中断处理函数isr_button()

9.4.4 退出函数s3c2440_buttons_exit()

9.5 时钟机制

9.5.1 时间度量

9.5.2 时间延时

9.6 小结

第10章 内外存访问

10.1 内存分配

10.1.1 kmalloc()函数

10.1.2 vmalloc()函数

10.1.3 后备高速缓存

10.2 页面分配

10.2.1 内存分配

10.2.2 物理地址和虚拟地址之间的转换

10.3 设备I/O端口的访问

10.3.1 Linux I/O端口读写函数

10.3.2 I/O内存读写

10.3.3 使用I/O端口

10.4 小结

第3篇 Linux驱动开发实用实战

第11章 设备驱动模型

第12章 RTC实时时钟驱动

第13章 看门狗驱动程序

第14章 IIC设备驱动程序

第15章 LCD设备驱动程序

第16章 触摸屏设备驱动程序

第17章 输入子系统设计

第18章 块设备驱动程序

第19章 USB设备驱动程序

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