基本介绍

内容简介

《嵌入式Linux驱动模板精讲与项目实践》编辑推荐：一线研发实战经验积累，所有技巧及讲解使用的工具都可以直接应用到实际开发工作中。采用模板的方式对分散的各种驱动知识点进行讲解，所有模板都可以直接引用。对每个知识点都提供实际案例，从模块的原理介绍，到系统层次的分析，图文并茂，分析透彻。提供大量的驱动例程，读者可以直接运行调试，快速应用于实际开发中。《嵌入式Linux驱动模板精讲与项目实践》共分为13章，书中介绍的各种开发技巧对实际应用有很大的借鉴意义，在各个知识点介绍中穿插实际项目的经验分享，包括实际研发的管理经验介绍，对驱动开发初学者和实际设计开发人员有很大益处，也可作为一线研发公司的岗前培训教程。

作者简介

林锡龙，8年嵌入式软件一线研发经验，曾在华为等通信公司从事底层软件研发、Linux驱动开发工作。多次担任专业培训机构高级培训师，主讲嵌入式Linux驱动开发。

图书目录

第1章驱动总论（1） 1.1总论（1） 1.1.1驱动在内核中的比例（1） 1.1.2驱动开发需要具备的能力（1） 1.1.3驱动开发重点关注的内容（2） 1.2驱动理论与思想（3） 1.2.1分类思想（4） 1.2.2分层思想（4） 1.2.3分离思想（10） 1.2.4总线思想（11） 本章小结（11） 第2章内核编程及基础知识点（12） 2.1内核线程（12） 2.2内核定时器（16） 2.3链表（18） 2.4内存操作（18） 2.5I/O端口（20） 2.6内核相关宏（21） 2.7内核态文件操作（22） 2.8内核通知链（25） 本章小结（30） 第3章模块与常用字符设备方法（31） 3.1Linux驱动（31） 3.2内核驱动模块剖析（32） 3.2.1内核模块（34） 3.2.2模块工具集（34） 3.2.3模块文件结构分析（36） 3.2.4内核管理（37） 3.2.5Modutils工具包及Module—init—tools移植（37） 3.2.6符号（37） 3.2.7驱动模块之间的依赖（38） 3.2.8模块编译流程细节（38） 3.2.9模块编写（39） 3.3宏观分析Linux驱动（39） 3.4设备文件（41） 3.5设备管理系统（46） 3.5.1自动创建和管理设备文件揭秘（46） 3.5.2devfs、mdev和udev（46） 3.5.3udev基本原理与流程（47） 3.5.4热插拔与冷插拔（48） 3.5.5class（48） 3.6字符设备驱动（50） 3.6.1原始方式（51） 3.6.2静态设定设备号方式（51） 3.6.3使用udev工具自动生成设备文件方式（52） 3.6.4简洁型字符设备驱动——misc字符设备驱动方式（53） 3.7设备操作方法file_operations（55） 3.7.1ioctl和unlocked_ioctl操作（57） 3.7.2read/write设备方法（65） 3.7.3llseek设备方法（70） 3.7.4mmap设备方法（70） 3.7.5利用mmap在应用层实现硬件操作（75） 本章小结（76） 第4章同步和互斥（77） 4.1概述（77） 4.2基本概念（77） 4.3互斥和同步机制（79） 4.4互斥（79） 4.4.1屏蔽中断（79） 4.4.2原子操作（80） 4.4.3自旋锁（81） 4.4.4信号量（82） 4.4.5自旋锁与信号量（83） 4.4.6互斥体：专用于互斥（84） 4.5同步（84） 本章小结（86） 第5章中断系统（87） 5.1中断概述（87） 5.2基本概念（87） 5.3中断原理及使用注意事项（89） 5.4中断接口函数（89） 5.4.1中断申请和释放（89） 5.4.2中断共享（90） 5.4.3中断例程之一：按键中断（92） 5.4.4中断例程之二：A/D转换驱动（96） 5.5底半部：tasklet、工作队列（104） 5.6时间管理（106） 本章小结（107） 第6章设备高级特性（108） 6.1字符设备file_operations的高级特性（108） 6.2Linux设备驱动的I/O模型（109） 6.2.1同步阻塞I/O（109） 6.2.2同步非阻塞I/O（109） 6.2.3异步阻塞I/O（110） 6.2.4异步非阻塞I/O（110） 6.2.5异步通知（110） 6.2.6同步阻塞型I/O的实现：建立在等待队列的基础上（117） 6.2.7异步阻塞型I/O的实现：基于poll系统调用操作接口函数（121） 6.3设备复用（126） 本章小结（128） 第7章高级类型驱动（129） 7.1misc类型驱动（129） 7.1.1概述（129） 7.1.2结构与流程分析（129） 7.1.3关于设备节点的创建（130） 7.2input类型驱动（130） 7.2.1input驱动概述（130） 7.2.2三个主要结构体（133） 7.2.3Input驱动步骤（136） 7.3触摸屏驱动（144） 7.4I2C驱动（150） 7.4.1I2C总线接口（150） 7.4.2I2C内核驱动层及相关文件分析（151） 7.4.3重要的数据结构及相关联系（153） 7.4.4流程分析（157） 7.4.5i2c—tools（165） 7.5块设备驱动（169） 7.5.1块设备驱动分析（169） 7.5.2制作一个块设备例子：RamDisk驱动（174） 本章小结（177） 第8章虚拟文件系统（178） 8.1内核在线窗口——虚拟文件系统（178） 8.2proc文件系统（179） 8.2.1目录介绍（179） 8.2.2创建目录与文件（184） 8.2.3相关应用（185） 8.3sys文件系统（186） 8.3.1sys文件系统概述（186） 8.3.2sys文件目录（187） 8.3.3sys文件系统接口函数与创建文件夹模板（189） 本章小结（192） 第9章设备驱动模型（193） 9.1设备驱动模型概述（193） 9.2sys文件系统与设备驱动模型（194） 9.3认识设备驱动模型（195） 9.4两大基石kobject和kset（197） 9.4.1内核对象kobject（197） 9.4.2另外一个基石kset（199） 9.5subsystem（203） 9.6三角关系核心——总线、设备、驱动（204） 9.6.1总线（204） 9.6.2设备（207） 9.6.3驱动（209） 9.7platform总线（211） 9.8serio总线（220） 9.8.1serio子系统介绍（220） 9.8.2serio子系统框架（220） 9.8.3主要数据结构（223） 本章小结（229） 第10章嵌入式Linux文件系统（230） 10.1文件系统介绍（230） 10.2创建最简单的根文件系统（233） 10.3YAFFS文件系统移植（241） 10.4JFFS2文件系统制作（250） 10.5ramdisk文件系统制作（250） 10.6cramfs文件系统制作（252） 本章小结（253） 第11章开发与调试技巧（254） 11.1vim使用（254） 11.2工具使用（254） 11.3printk使用技巧（259） 11.4使用proc在线打开打印开关（260） 11.5异常崩溃oops处理（261） 11.6动态修改模块参数（269） 11.7使用devmem2操作物理地址（269） 11.8时间测量（270） 11.9善于使用开源项目（270） 本章小结（271） 第12章底层驱动规划与管理探索（272） 12.1底层驱动规划探索（272） 12.1.1设计理念概述（272） 12.1.2底层平台软件设计（273） 12.1.3底层平台软件管理规则（276） 12.1.4独立驱动模块的版本管理（276） 12.1.5提供最基本的系统（278） 12.1.6驱动开发注意事项（278） 12.1.7版本库（279） 12.1.8平台版本构建发布（282） 12.2研发管理（283） 12.2.1嵌入式软件研发管理畅想（284） 12.2.2嵌入式软件V字形开发模式（285） 12.3软件开发文档（286） 12.3.1可行性分析报告（286） 12.3.2嵌入式软件系统设计方案文档（289） 12.3.3嵌入式软件概要设计（290） 12.3.4嵌入式软件详细设计（293） 12.3.5案例分析（294） 本章小结（295） 第13章Linux设备驱动编程规范（296） 13.1基本原则（296） 13.2布局（297） 13.3基本格式（299） 13.4对齐（300） 13.5空行空格（301） 13.6注释（301） 13.7命名（302） 13.8函数（302） 13.9可靠性（303） 13.10其他（303） 本章小结（305） 参考文献（306）

序言

前言 一、行业背景 嵌入式Linux驱动开发涉及的知识点比较多，要求开发者掌握的技能也比较多，且内核知识点比较分散，对于初学者来说门槛比较高，而嵌入式Linux在各行各业中已被广泛应用，在物联网、通信行业、航空航天、消费电子、汽车电子等行业中急需掌握嵌入式Linux软件开发的研发人员。近年来，随着嵌入式应用越来越广泛，嵌入式Linux开发变得更加复杂，嵌入式Linux驱动开发已经成为嵌入式应用领域的一个重大课题。 二、关于本书 本书大部分内容基于专业培训机构特训的讲稿。在专业培训提倡的嵌入式Linux驱动的模板式教学中取得了很好的效果，在此之上结合一线研发经验对驱动开发进行战略性指导，其中很多关键点是作者花了很长时间实实在在整理出来的，旨在揭晓嵌入式Linux驱动中的各种机制，达到知其然且知其所以然的目的。 本书各章内容说明如下。 第1章为驱动总论，是驱动开发在高层次上的介绍。 第2章介绍的内核编程及基础知识点是驱动开发的基础，对驱动开发涉及的Linux内核中的各个知识点进行介绍，旨在扫清对Linux内核阅读的障碍。 第3章介绍驱动模块开发，涉及各种模块移植中常见的设备方法，其中各个模板可以直接应用到实际研发中。 第4章结合Linux操作系统讲解互斥机制在各种情况下的使用，重点分析各种机制的使用注意事项。 第5章重点介绍Linux中断的上下部机制及Linux提供的各种接口，强调中断程序设计的基本理念及设计手段。 第6章介绍Linux驱动中字符设备驱动的高级设备方法。 第7章在Linux子系统的层面上介绍各种高级设备驱动。 第8章重点介绍如何使用虚拟文件系统，这些实用技巧是一线研发的经验总结。 第9章对设备驱动模型各个元素进行讲解，并介绍如何一步步手动建立设备驱动模型模板。 第10章手把手带领读者建立最基本的文件系统，并制作各种常见的文件系统，其中穿插介绍各种实用技巧及实际研发工具。 第11章介绍一线研发人员使用的开发调试技巧，重点强调实用。 第12章结合V字形开发模型在嵌入式Linux驱动开发中的具体实施进行总结。 第13章介绍嵌入式Linux设备驱动编程规范。 本书附带光盘一张，包含书中例程的源代码、目标文件，以及各种相关的工具，光盘按照书中各个知识点建立相应文件夹存放。其中各个知识点配套的例程可以直接在Mini2440开发板上运行。驱动相应例程含有相应的例程配套使用。各个例程也作为相应Linux驱动开发的模版，可以直接修改并应用到具体项目开发中。 三、本书特色 一线研发实战经验积累，所有技巧及讲解使用的工具都可以直接应用到实际开发工作中。 采用模板的方式对分散的各种驱动知识点进行讲解，所有模板都可以直接引用。 对每个知识点都提供实际案例，从模块的原理介绍，到系统层次的分析，图文并茂，力求分析透彻。 提供了大量的驱动例程，这些例程可以快速应用在实际开发中，读者可以直接运行调试。 结合实际研发工作对开发过程中的思考进行总结，重在实用。 四、作者介绍 本书由林锡龙编著，编著者在写作过程中查阅了大量开源工具及互联网上的资料，对各种资料的作者不能一一列举，在此表示谢意。 由于时间仓促，书中程序和图表较多，错误之处在所难免，请广大读者批评指正。 编著者