Linux Device Drivers, 3/e (Paperback)
暫譯: Linux 裝置驅動程式, 第三版 (平裝本)

Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, Greg Kroah-Hartman

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商品描述

Description:

Device drivers literally drive everything you're interested in--disks, monitors, keyboards, modems--everything outside the computer chip and memory. And writing device drivers is one of the few areas of programming for the Linux operating system that calls for unique, Linux-specific knowledge. For years now, programmers have relied on the classic Linux Device Drivers from O'Reilly to master this critical subject. Now in its third edition, this bestselling guide provides all the information you'll need to write drivers for a wide range of devices.

Over the years the book has helped countless programmers learn:

  • how to support computer peripherals under the Linux operating system
  • how to develop and write software for new hardware under Linux
  • the basics of Linux operation even if they are not expecting to write a driver


The new edition of Linux Device Drivers is better than ever. The book covers all the significant changes to Version 2.6 of the Linux kernel, which simplifies many activities, and contains subtle new features that can make a driver both more efficient and more flexible. Readers will find new chapters on important types of drivers not covered previously, such as consoles, USB drivers, and more.

Best of all, you don't have to be a kernel hacker to understand and enjoy this book. All you need is an understanding of the C programming language and some background in Unix system calls. And for maximum ease-of-use, the book uses full-featured examples that you can compile and run without special hardware.

Today Linux holds fast as the most rapidly growing segment of the computer market and continues to win over enthusiastic adherents in many application areas. With this increasing support, Linux is now absolutely mainstream, and viewed as a solid platform for embedded systems. If you're writing device drivers, you'll want this book. In fact, you'll wonder how drivers are ever written without it.

 

Table of Contents:

Preface

1. An Introduction to Device Drivers

     The Role of the Device Driver
     Splitting the Kernel

     Classes of Devices and Modules
     Security Issues

     Version Numbering

     License Terms

     Joining the Kernel Development Community

     Overview of the Book

2. Building and Running Modules

     Setting Up Your Test System

     The Hello World Module

     Kernel Modules Versus Applications

     Compiling and Loading

     The Kernel Symbol Table

     Preliminaries

     Initialization and Shutdown

     Module Parameters

     Doing It in User Space

     Quick Reference

3. Char Drivers

     The Design of scull

     Major and Minor Numbers

     Some Important Data Structures

     Char Device Registration

     open and release

     scull's Memory Usage

     read and write

     Playing with the New Devices

     Quick Reference

4. Debugging Techniques

     Debugging Support in the Kernel

     Debugging by Printing

     Debugging by Querying

     Debugging by Watching

     Debugging System Faults

     Debuggers and Related Tools

5. Concurrency and Race Conditions

     Pitfalls in scull

     Concurrency and Its Management

     Semaphores and Mutexes

     Completions

     Spinlocks

     Locking Traps

     Alternatives to Locking

     Quick Reference

6. Advanced Char Driver Operations

     ioctl

     Blocking I/O

     poll and select

     Asynchronous Notification

     Seeking a Device

     Access Control on a Device File

     Quick Reference

7. Time, Delays, and Deferred Work

     Measuring Time Lapses

     Knowing the Current Time

     Delaying Execution

     Kernel Timers

     Tasklets

     Workqueues

     Quick Reference

8. Allocating Memory

     The Real Story of kmalloc

     Lookaside Caches

     get_free_page and Friends

     vmalloc and Friends

     Per-CPU Variables

     Obtaining Large Buffers

     Quick Reference

9. Communicating with Hardware

     I/O Ports and I/O Memory

     Using I/O Ports

     An I/O Port Example

     Using I/O Memory

     Quick Reference

10. Interrupt Handling

     Preparing the Parallel Port

     Installing an Interrupt Handler

     Implementing a Handler

     Top and Bottom Halves

     Interrupt Sharing

     Interrupt-Driven I/O

     Quick Reference

11. Data Types in the Kernel

     Use of Standard C Types

     Assigning an Explicit Size to Data Items

     Interface-Specific Types

     Other Portability Issues

     Linked Lists

     Quick Reference

12. PCI Drivers

     The PCI Interface

     A Look Back: ISA

     PC/104 and PC/104+

     Other PC Buses

     SBus

     NuBus

     External Buses

     Quick Reference

13. USB Drivers

     USB Device Basics

     USB and Sysfs

     USB Urbs

     Writing a USB Driver

     USB Transfers Without Urbs

     Quick Reference

14. The Linux Device Model

     Kobjects, Ksets, and Subsystems

     Low-Level Sysfs Operations

     Hotplug Event Generation

     Buses, Devices, and Drivers

     Classes

     Putting It All Together

     Hotplug

     Dealing with Firmware

     Quick Reference

15. Memory Mapping and DMA

     Memory Management in Linux

     The mmap Device Operation

     Performing Direct I/O

     Direct Memory Access

     Quick Reference

16. Block Drivers

     Registration

     The Block Device Operations

     Request Processing

     Some Other Details

     Quick Reference

17. Network Drivers

     How snull Is Designed

     Connecting to the Kernel

     The net_device Structure in Detail

     Opening and Closing

     Packet Transmission

     Packet Reception

     The Interrupt Handler

     Receive Interrupt Mitigation

     Changes in Link State

     The Socket Buffers

     MAC Address Resolution

     Custom ioctl Commands

     Statistical Information

     Multicast

     A Few Other Details

     Quick Reference

18. TTY Drivers

     A Small TTY Driver

     tty_driver Function Pointers

     TTY Line Settings

     ioctls

     proc and sysfs Handling of TTY Devices

     The tty_driver Structure in Detail

     The tty_operations Structure in Detail

     The tty_struct Structure in Detail

     Quick Reference

Bibliography

Index

商品描述(中文翻譯)

描述:

設備驅動程式實際上驅動著您所關心的一切——磁碟、顯示器、鍵盤、調製解調器——所有在計算機晶片和記憶體之外的東西。而撰寫設備驅動程式是 Linux 作業系統中少數幾個需要獨特、特定於 Linux 知識的程式設計領域之一。多年來,程式設計師依賴 O'Reilly 的經典書籍《Linux Device Drivers》來掌握這一關鍵主題。現在,這本暢銷指南已經進入第三版,提供了撰寫各種設備驅動程式所需的所有資訊。

多年來,這本書幫助無數程式設計師學會:
- 如何在 Linux 作業系統下支援計算機周邊設備
- 如何在 Linux 下為新硬體開發和撰寫軟體
- 即使不打算撰寫驅動程式,也能了解 Linux 操作的基本知識

新版的《Linux Device Drivers》比以往更好。這本書涵蓋了 Linux 核心 2.6 版本的所有重大變更,簡化了許多活動,並包含微妙的新特性,使驅動程式更高效且更靈活。讀者將會發現有關先前未涵蓋的重要類型驅動程式的新章節,例如控制台、USB 驅動程式等。

最重要的是,您不必成為核心駭客就能理解和享受這本書。您只需要了解 C 程式語言和一些 Unix 系統呼叫的背景知識。為了最大限度地提高易用性,這本書使用了完整功能的範例,您可以在不需要特殊硬體的情況下編譯和運行。

如今,Linux 在計算機市場中仍然是增長最快的部分,並在許多應用領域中持續贏得熱情的支持者。隨著這種支持的增加,Linux 現在絕對是主流,被視為嵌入式系統的穩固平台。如果您正在撰寫設備驅動程式,您會想要這本書。事實上,您會想知道在沒有這本書的情況下,驅動程式是如何撰寫的。

目錄:

前言

1. 設備驅動程式簡介
- 設備驅動程式的角色
- 分割核心
- 設備和模組的類別
- 安全問題
- 版本編號
- 授權條款
- 加入核心開發社群
- 本書概述

2. 建立和運行模組
- 設定測試系統
- Hello World 模組
- 核心模組與應用程式
- 編譯和加載
- 核心符號表
- 預備知識
- 初始化和關閉
- 模組參數
- 在用戶空間中執行
- 快速參考

3. 字元驅動程式
- scull 的設計
- 主號和次號
- 一些重要的資料結構
- 字元設備註冊
- open 和 release
- scull 的記憶體使用
- read 和 write
- 與新設備互動
- 快速參考

4. 除錯技術
- 核心中的除錯支援
- 通過打印進行除錯
- 通過查詢進行除錯
- 通過觀察進行除錯
- 除錯系統故障
- 除錯器和相關工具

5. 同步與競爭條件
- scull 中的陷阱
- 同步及其管理
- 信號量和互斥鎖
- 完成
- 自旋鎖
- 鎖定陷阱
- 鎖定的替代方案
- 快速參考

6. 進階字元驅動程式操作
- ioctl
- 阻塞 I/O
- poll 和 select
- 非同步通知
- 尋找設備
- 設備檔案的存取控制
- 快速參考

7. 時間、延遲和延遲工作
- 測量時間間隔
- 知道當前時間
- 延遲執行
- 核心計時器
- 任務
- 工作隊列
- 快速參考

8. 記憶體分配
- kmalloc 的真實故事
- 旁路快取
- get_free_page 和朋友
- vmalloc 和朋友
- 每 CPU 變數
- 獲取大型緩衝區
- 快速參考

9. 與硬體通信
- I/O 埠和 I/O 記憶體
- 使用 I/O 埠
- I/O 埠範例
- 使用 I/O 記憶體
- 快速參考

10. 中斷處理
- 準備平行埠
- 安裝中斷處理器
- 實現處理器
- 上半部和下半部
- 中斷共享
- 中斷驅動的 I/O
- 快速參考

11. 核心中的資料類型
- 使用標準 C 類型
- 為資料項分配明確大小
- 介面特定類型
- 其他可攜性問題
- 鏈結串列
- 快速參考

12. PCI 驅動程式
- PCI 介面
- 回顧:ISA
- PC/104 和 PC/104+
- 其他 PC 總線
- SBus
- NuBus
- 外部總線
- 快速參考

13. USB 驅動程式
- USB 設備基礎
- USB 和 Sysfs
- USB Urbs
- 撰寫 USB 驅動程式
- 無 Urbs 的 USB 傳輸
- 快速參考

14. Linux 設備模型
- Kobjects、Ksets 和子系統
- 低級 Sysfs 操作
- 熱插拔事件生成
- 總線、設備和驅動程式
- 類別
- 整合所有內容
- 熱插拔
- 處理韌體
- 快速參考

15. 記憶體映射和 DMA
- Linux 中的記憶體管理
- mmap 設備操作
- 執行直接 I/O
- 直接記憶體存取
- 快速參考

16. 區塊驅動程式
- 註冊
- 區塊設備操作
- 請求處理
- 其他一些細節
- 快速參考

17. 網路驅動程式
- snull 的設計
- 連接到核心
- net_device 結構詳細說明
- 開啟和關閉
- 封包傳輸
- 封包接收
- 中斷處理器
- 接收中斷緩解
- 連結狀態變更
- 套接字緩衝區
- MAC 地址解析
- 自訂 ioctl 命令
- 統計資訊
- 多播
- 其他一些細節
- 快速參考

18. TTY 驅動程式
- 一個小型 TTY 驅動程式
- tty_driver 函數指標
- TTY 行設定
- ioctls
- proc 和 sysfs 處理 TTY 設備
- tty_driver 結構詳細說明
- tty_operations 結構詳細說明