《深入Linux设备驱动程序内核机制》是一本系统阐述Linux设备驱动程序技术内幕的专业书籍,它的侧重点不是讨论如何在Linux系统下编写设备驱动程序,而是要告诉读者隐藏在这些设备驱动程序背后的那些内核机制及原理。作者通过对Linux内核源码抽丝剥茧般的解读,再辅之以精心设计的大量图片,使读者在阅读完本书后对驱动程序前台所展现出来的那些行为特点变得豁然开朗。


  本书涵盖了编写设备驱动程序所需要的几乎所有的内核设施,比如内核模块、中断处理、互斥与同步、内存分配、延迟操作、时间管理,以及新设备驱动模型等内容。为了避免读者迷失在某一技术细节的讨论当中,本书在一个比较高的层面上进行展开,以一种先框架再细节的结构安排极大地简化了读者的阅读与学习。


作者

陈学松,曾任职于Intel,Marvell等半导体公司,9年以上Linux内核、设备驱动程序、嵌入式LinuxBSP等领域的开发经验。专注于Linux系统内核、BIOS、文件系统及软件虚拟化等技术,曾模仿Linux内核编写过微型操作系统。工作之余喜欢以文章的形式将自己的学习心得进行总结,善于运用图形等元素将复杂概念具体化,梳理脉络而不拘于细节。05年在IBMLinux开发者论坛所发表的《解析Linux中的VFS文件系统机制》则堪称作者这一写作特色的代表之作,该文发表后曾被多家技术网站、论坛及个人博客所转载。喜欢游泳,四肢发达,胸无城府。古文功底颇深,少时涉猎甚广,现在则主要阅读一些历史题材类的书籍,熟读《三国志》。目前任职于AMD上海研发中心,主要从事Linux显卡驱动等领域的研发工作。

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目录

内容简介

推荐序

前言

第1章 内核模块

1.1 内核模块的文件格式

1.2 EXPORT_SYMBOL的内核实现

1.3 模块的加载过程

1.4 本章小结

注释

第2章 字符设备驱动程序

2.1 应用程序与设备驱动程序互动实例

2.2 struct file_operations

2.3 字符设备的内核抽象

2.4 设备号的构成与分配

2.5 字符设备的注册

2.6 设备文件节点的生成

2.7 字符设备文件的打开操作

2.8 本章小结

注释

第3章 分配内存

3.1 物理内存的管理

3.2 页面分配器(page allocator)

3.3 slab分配器(slab allocator)

3.4 内存池(mempool)

3.5 虚拟内存的管理

3.6 per-CPU变量

3.7 本章小结

注释

第4章 互斥与同步

4.1 并发的来源

4.2 local_irq_enable与local_irq_disable

4.3 自旋锁

4.4 信号量(semaphore)

4.5 互斥锁mutex

4.6 顺序锁seqlock

4.7 RCU

4.8 原子变量与位操作

4.9 等待队列

4.10 完成接口completion

4.11 本章小结

注释

第5章 中断处理

5.1 中断的硬件框架

5.2 PIC与软件中断号

5.3 通用的中断处理函数

5.4 do_IRQ函数

5.5 struct irq_chip

5.6 struct irqaction

5.7 irq_set_handler

5.8 handle_irq_event

5.9 request_irq

5.10 中断处理的irq_thread机制

5.11 free_irq

5.12 SOFTIRQ

5.13 irq的自动探测

5.14 中断处理例程

5.15 中断共享

5.16 本章小结

注释

第6章 延迟操作

6.1 tasklet

6.2 工作队列work queue

6.3 本章小结

注释

第7章 设备文件的高级操作

7.1 ioctl文件操作

7.2 字符设备的I/O模型

7.3 同步阻塞型I/O

7.4 同步非阻塞型I/O

7.5 异步阻塞型I/O

7.6 异步非阻塞型I/O

7.7 驱动程序的fsync例程

7.8 fasync例程

7.9 llseek例程

7.10 访问权能

7.11 本章小结

注释

第8章 时间管理

8.1 jiffies

8.2 延时操作

8.3 内核定时器

8.4 本章小结

注释

第9章 Linux设备驱动模型

9.1 sysfs文件系统

9.2 kobject和kset

9.3 总线、设备与驱动

9.4 class

9.5 本章小结

注释

第10章 内存映射与DMA

10.1 设备缓存与设备内存

10.2 mmap

10.3 DMA

10.4 本章小结

注释

第11章 块设备驱动程序

11.1 块子系统初始化

11.2 ramdisk源码实例

11.3 块设备号的注册与管理

11.4 block_device

11.5 struct gendisk

11.6 struct hd_struct

11.7 用alloc_disk分配gendisk对象

11.8 向系统添加一个块设备add_disk

11.9 block_device_operations

11.10 块设备文件的打开

11.11 blk_init_queue

11.12 blk_queue_make_request

11.13 向队列提交请求

11.14 块设备的请求处理函数

11.15 bio结构

11.16 本章小结

注释

第12章 网络设备驱动程序

12.1 net_device

12.2 网络设备的注册

12.3 设备方法

12.4 套接字缓冲区

12.5 中断处理

12.6 NAPI

12.7 本章小结

注释

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