第二版图书信息(内容简介 图书目录)

区别

第一版图书信息(内容提要 编辑推荐 目录)

第二版图书信息

书 名: Linux设备驱动开发详解

作　者：宋宝华

出版社： 人民邮电出版社

出版时间： 2010年11月1日

ISBN: 9787115236579

开本： 16开

定价: 88.00元

内容简介

《Linux设备驱动开发详解(第2版)》是一本介绍Linux设备驱动开发理论、框架与实例的书，《Linux设备驱动开发详解(第2版)》基于LDD6410开发板，以Linux2.6 版本内核为蓝本，详细介绍自旋锁、信号量、完成量、中断顶/底半部、定时器、内存和I/O映射以及异步通知、阻塞I/O、非阻塞I/O等Linux设备驱动理论；字符设备、块设备、TTY设备、I2C设备、LCD设备、音频设备、USB设备、网络设备、PCI设备等Linux设备驱动的架构和框架中各个复杂数据架构和函数的关系，并讲解了Linux驱动开发的大量实例，使读者能够独立开发各类Linux设备驱动。《Linux设备驱动开发详解(第2版)》内容全面，实例丰富，操作性强，语言通俗易懂，适合广大Linux开发人员、嵌入式工程师参考使用。

图书目录

第1篇　Linux设备驱动入门

第1章　Linux设备驱动概述及开发环境构建　2

第2章　驱动设计的硬件基础　21

第3章　Linux内核及内核编程　53

第2篇　Linux设备驱动核心理论

第4章　Linux内核模块　82

第5章　Linux文件系统与设备文件系统　92

第6章　字符设备驱动　118

第7章　Linux设备驱动中的并发控制　139

第8章　Linux设备驱动中的阻塞与非阻塞I/O　161

第9章　Linux设备驱动中的异步通知与异步I/O　176

第10章　中断与时钟　193

第11章　内存与I/O访问　213

第12章　工程中的Linux设备驱动　242

第3篇　Linux设备驱动实例

第13章　Linux块设备驱动　272

第14章　Linux终端设备驱动　304

第15章　Linux的I2C核心、总线与设备驱动　333

第16章　Linux网络设备驱动　363

第17章　Linux音频设备驱动　388

第18章　LCD设备驱动　440

第19章　Flash设备驱动　479

第20章　USB主机与设备驱动　507

第21章　PCI设备驱动　547

第4篇　Linux设备驱动调试、移植

第22章　Linux设备驱动的调试　564

第23章　Linux设备驱动的移植　602

参考文献　631

区别

第2版相对第1版的主要改动如下。

（1）直接提供VirtualBox虚拟机，该虚拟机上已包含了书中所需的开发环境和源代码，读者不再需要安装环境即可进行实验，书中详细介绍了各个实验的步骤。

（2）提供了专门的配套学习板—基于三星S3C6410SoC的LDD6410（LinuxDevice Drivers 6410），使得书中的各种真实设备驱动实例有了实验的依托。

（3）全面升级内核至Linux 2.6.28.6，根据Linux内核API的变更情况更新了书中的所有内容，如IC驱动的体系结构、网络NAPI的接口等，并对delayed_work等较新的内核机制进行了介绍。

（4）删除了过时的内容，如传统的按键驱动、SAA7113H启动、传统的IDE驱动等，同时新增了大量内容，包括Linux内核的编码风格、Linux内核的移植、Android驱动、USBUDC和gadget驱动、ALSASoC驱动、input驱动、SPI驱动、基于sysfs的设备驱动、Linux设备驱动的固件加载、Linux性能调优工具、Linux设备驱动的电源管理、Linux驱动的分层设计思想、主机驱动与设备驱动分离设计思想等。

（5）在块设备驱动方面，删除了RAMDISK驱动实例，而新增了更加简单易懂的vmem_disk、类似于globalmem和globalfifo驱动。

（6）对许多关键知识点的讲解进行了语言调整和内容增强，以便读者能更好地理解，例如，以专门章节讲解platform驱动等。

第一版图书信息

作者：宋宝华

ISBN：10位[7115172390] 13位[9787115172396]

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2008-2-1

定价：￥89.00 元

内容提要

本书是一本介绍Linux设备驱动开发理论、框架与实例的书，本书以Linux 2．6版本内核为蓝本，详细介绍自旋锁、信号量、完成量、中断顶/底半部、定时器、内存和I/O映射以及异步通知、阻塞I/O、非阻塞I/O等Linux设备驱动理论；字符设备、块设备、TTY设备、IC设备、LCD设备、音频设备、USB设备、网络设备、PCI设备等Linux设备驱动的架构和框架中各个复杂数据架构和函数的关系，并讲解了Linux驱动开发的大量实例，使读者能够独立开发各类Linux设备驱动。 本书内容全面，实例丰富，操作性强，语言通俗易懂，适合广大Linux开发人员、嵌入式工程师参考使用。

备注：2010年11月，本书第二版已经出版

编辑推荐

业界权威机构和专家强力推荐，多年培训、研发经验的总结。

设备驱动程序是嵌入式操作系统的重要模块，也是难点之一，Linux设备驱动程序更以复杂和繁多而著名，本书的作者集多年授课和开发的经验，以简洁的语言和丰富的实例讲述了这一技术，深入浅出，值得一读。

北京麦克泰软件技术有限公司（BMR）董事长/电子产品世界杂志编委 何小庆

本书有个非常突出的特点——实用，全书以大量实例来引导读者编写以及移植Linux设备驱动，这些实例是作者多年Linux设备驱动开发从业经验的总结，读者一定会从中受益。

中国软件行业协会嵌入式系统分会秘书长郭淳学

在Linux系统广泛应用、嵌入式系统飞速发展的今天，Linux没备驱动正在、发挥着越来越大的作用，这本书是学习Linux设备驱动很好的选择。

信息产业部软件与集成电路促进中心（CSIP）教育培训部主任杜广斌

目录

第1篇　Linux设备驱动入门

第1章　Linux设备驱动概述及开发环境构建　2

1.1　设备驱动的作用　3

1.2　无操作系统时的设备驱动　3

1.3　有操作系统时的设备驱动　5

1.4　Linux设备驱动　6

1.4.1　设备的分类及特点　6

1.4.2　Linux设备驱动与整个软硬件系统的关系　7

1.4.3　Linux设备驱动的重点、难点　8

1.5　Linux设备驱动开发环境构建　8

1.5.1　PC上的Linux环境　8

1.5.2　LDD6410开发板　11

1.5.3　工具链安装　13

1.5.4　主机端nfs和tftp服务安装　14

1.5.5　源代码阅读和编辑　14

1.6　设备驱动Hello World：LED驱动　15

1.6.1　无操作系统时的LED驱动　15

1.6.2　Linux下的LED驱动　16

1.7　全书结构　19

第2章　驱动设计的硬件基础　21

2.1　处理器　22

2.1.1　通用处理器　22

2.1.2　数字信号处理器　23

2.2　存储器　25

2.3　接口与总线　29

2.3.1　串口　29

2.3.2　I2C　30

2.3.3　USB　31

2.3.4　以太网接口　33

2.3.5　ISA　34

2.3.6　PCI和cPCI　35

2.4　CPLD和FPGA　38

2.5　原理图分析　41

2.5.1　原理图分析的内容　41

2.5.2　原理图的分析方法　41

2.6　硬件时序分析　43

2.6.1　时序分析的概念　43

2.6.2　典型硬件时序　44

2.7　芯片手册阅读方法　45

2.8　仪器仪表使用　48

2.8.1　万用表　48

2.8.2　示波器　48

2.8.3　逻辑分析仪　50

2.9　总结　52

第3章　Linux内核及内核编程　53

3.1　Linux内核的发展与演变　54

3.2　Linux 2.6内核的特点　55

3.3　Linux内核的组成　56

3.3.1　Linux内核源代码目录结构　56

3.3.2　Linux内核的组成部分　57

3.3.3　Linux内核空间与用户空间　60

3.4　Linux内核的编译及加载　60

3.4.1　Linux内核的编译　60

3.4.2　Kconfig和Makefile　62

3.4.3　Linux内核的引导　69

3.5　Linux下的C编程特点　71

3.5.1　Linux编码风格　71

3.5.2　GNU C与ANSI C　73

3.5.3　do{ }while(0)　77

3.5.4　goto　78

3.6　总结　79

第2篇　Linux设备驱动核心理论

第4章　Linux内核模块　82

4.1　Linux内核模块简介　83

4.2　Linux内核模块程序结构　85

4.3　模块加载函数　85

4.4　模块卸载函数　86

4.5　模块参数　87

4.6　导出符号　88

4.7　模块声明与描述　89

4.8　模块的使用计数　89

4.9　模块的编译　90

4.10　使用模块绕开GPL　91

4.11　总结　91

第5章　Linux文件系统与设备文件系统　92

5.1　Linux文件操作　93

5.1.1　文件操作系统调用　93

5.1.2　C库文件操作　95

5.2　Linux文件系统　97

5.2.1　Linux文件系统目录结构　97

5.2.2　Linux文件系统与设备驱动　98

5.3　devfs设备文件系统　101

5.4　udev设备文件系统　102

5.4.1　udev与devfs的区别　102

5.4.2　sysfs文件系统与Linux设备模型　104

5.4.3　udev的组成　110

5.4.4　udev规则文件　111

5.4.5　创建和配置mdev　113

5.5　LDD6410的SD和NAND文件系统　114

5.6　总结　117

第6章　字符设备驱动　118

6.1　Linux字符设备驱动结构　119

6.1.1　cdev结构体　119

6.1.2　分配和释放设备号　120

6.1.3　file_operations结构体　120

6.1.4　Linux字符设备驱动的组成　122

6.2　globalmem虚拟设备实例描述　124

6.3　globalmem设备驱动　125

6.3.1　头文件、宏及设备结构体　125

6.3.2　加载与卸载设备驱动　126

6.3.3　读写函数　127

6.3.4　seek函数　128

6.3.5　ioctl函数　129

6.3.6　使用文件私有数据　130

6.4　globalmem驱动在用户空间的验证　136

6.5　总结　138

第7章　Linux设备驱动中的并发控制　139

7.1　并发与竞态　140

7.2　中断屏蔽　141

7.3　原子操作　142

7.3.1　整型原子操作　142

7.3.2　位原子操作　142

7.4　自旋锁　143

7.4.1　自旋锁的使用　143

7.4.2　读写自旋锁　145

7.4.3　顺序锁　147

7.4.4　读-拷贝-更新　148

7.5　信号量　152

7.5.1　信号量的使用　152

7.5.2　信号量用于同步　154

7.5.3　完成量用于同步　154

7.5.4　自旋锁vs信号量　155

7.5.5　读写信号量　155

7.6　互斥体　156

7.7　增加并发控制后的globalmem驱动　157

7.8　总结　160

第8章　Linux设备驱动中的阻塞与非阻塞I/O　161

8.1　阻塞与非阻塞I/O　162

8.1.1　等待队列　162

8.1.2　支持阻塞操作的globalfifo设备驱动　166

8.1.3　在用户空间验证globalfifo的读写　171

8.2　轮询操作　172

8.2.1　轮询的概念与作用　172

8.2.2　应用程序中的轮询编程　172

8.2.3　设备驱动中的轮询编程　172

8.3　支持轮询操作的globalfifo驱动　173

8.3.1　在globalfifo驱动中增加轮询操作　173

8.3.2　在用户空间验证globalfifo设备的轮询　174

8.4　总结　175

第9章　Linux设备驱动中的异步通知与异步I/O　176

9.1　异步通知的概念与作用　177

9.2　Linux异步通知编程　177

9.2.1　Linux信号　177

9.2.2　信号的接收　179

9.2.3　信号的释放　180

9.3　支持异步通知的globalfifo驱动　182

9.3.1　在globalfifo驱动中增加异步通知　182

9.3.2　在用户空间验证globalfifo的异步通知　184

9.4　Linux 2.6异步I/O　185

9.4.1　AIO概念与GNU C库函数　185

9.4.2　使用信号作为AIO的通知　188

9.4.3　使用回调函数作为AIO的通知　189

9.4.4　AIO与设备驱动　190

9.5　总结　192

第10章　中断与时钟　193

10.1　中断与定时器　194

10.2　Linux中断处理程序架构　195

10.3　Linux中断编程　196

10.3.1　申请和释放中断　196

10.3.2　使能和屏蔽中断　197

10.3.3　底半部机制　197

10.3.4　实例：S3C6410实时钟中断　200

10.4　中断共享　202

10.5　内核定时器　203

10.5.1　内核定时器编程　203

10.5.2　内核中延迟的工作delayed_work　205

10.5.3　实例：秒字符设备　206

10.6　内核延时　210

10.6.1　短延迟　210

10.6.2　长延迟　210

10.6.3　睡着延迟　211

10.7　总结　212

第11章　内存与I/O访问　213

11.1　CPU与内存和I/O　214

11.1.1　内存空间与I/O空间　214

11.1.2　内存管理单元MMU　215

11.2　Linux内存管理　218

11.3　内存存取　220

11.3.1　用户空间内存动态申请　220

11.3.2　内核空间内存动态申请　221

11.3.3　虚拟地址与物理地址关系　224

11.4　设备I/O端口和I/O内存的访问　225

11.4.1　Linux I/O端口和I/O内存访问接口　225

11.4.2　申请与释放设备I/O端口和I/O内存　226

11.4.3　设备I/O端口和I/O内存访问流程　227

11.4.4　将设备地址映射到用户空间　228

11.5　I/O内存静态映射　233

11.6　DMA　236

11.6.1　DMA与Cache一致性　236

11.6.2　Linux下的DMA编程　237

11.7　总结　241

第12章　工程中的Linux设备驱动　242

12.1　platform设备驱动　243

12.1.1　platform总线、设备与驱动　243

12.1.2　将globalfifo作为platform设备　244

12.1.3　platform设备资源和数据　246

12.2　设备驱动的分层思想　248

12.2.1　设备驱动核心层和例化　248

12.2.2　输入设备驱动　249

12.2.3　RTC设备驱动　254

12.3　主机驱动与外设驱动分离思想　255

12.3.1　主机、外设驱动分离的意义　255

12.3.2　Linux SPI主机和设备驱动　256

12.4　设备驱动中的电源管理　260

12.5　misc设备驱动　262

12.6　基于sysfs的设备驱动　263

12.7　Linux设备驱动的固件加载　265

12.8　Android设备驱动　266

12.9　总结　269

第3篇　Linux设备驱动实例

第13章　Linux块设备驱动　272

13.1　块设备的I/O操作特点　273

13.2　Linux块设备驱动结构　273

13.2.1　block_device_operations结构体　273

13.2.2　gendisk结构体　274

13.2.3　request与bio结构体　276

13.2.4　块设备驱动注册与注销　285

13.3　Linux块设备驱动的模块加载与卸载　286

13.4　块设备的打开与释放　288

13.5　块设备驱动的ioctl函数　288

13.6　块设备驱动的I/O请求处理　289

13.6.1　使用请求队列　289

13.6.2　不使用请求队列　291

13.7　实例1：vmem_disk驱动　292

13.7.1　vmem_disk的硬件原理　292

13.7.2　vmem_disk驱动模块的加载与卸载　293

13.7.3　vmem_disk设备驱动block_device_operations及成员函数　296

13.7.4　vmem_disk I/O请求处理　298

13.8　实例2：IDE硬盘设备驱动　300

13.9　总结　303

第14章　Linux终端设备驱动　304

14.1　终端设备　305

14.2　终端设备驱动结构　307

14.3　终端设备驱动初始化与释放　311

14.3.1　模块加载与卸载函数　311

14.3.2　打开与关闭函数　312

14.4　数据发送和接收　313

14.5　TTY线路设置　316

14.5.1　线路设置用户空间接口　316

14.5.2　tty驱动set_termios函数　317

14.5.3　tty驱动的tiocmget和tiocmset函数　318

14.5.4　tty驱动ioctl函数　319

14.6　UART设备驱动　320

14.7　printk和early_printk console驱动　325

14.8　实例：S3C6410串口与console驱动　328

14.8.1　S3C6410串口硬件描述　328

14.8.2　S3C6410串口UART驱动　330

14.8.3　S3C6410串口console驱动　331

14.9　总结　332

第15章　Linux的I2C核心、总线与设备驱动　333

15.1　Linux的I2C体系结构　334

15.2　Linux I2C核心　339

15.3　Linux I2C总线驱动　341

15.3.1　I2C适配器驱动加载与卸载　341

15.3.2　I2C总线通信方法　342

15.4　Linux I2C设备驱动　344

15.4.1　Linux I2C设备驱动的模块加载与卸载　344

15.4.2　Linux I2C设备驱动的数据传输　344

15.4.3　Linux的i2c-dev.c文件分析　345

15.5　S3C6410 I2C总线驱动实例　349

15.5.1　S3C6410 I2C控制器硬件描述　349

15.5.2　S3C6410 I2C总线驱动总体分析　349

15.5.3　S3C6410 I2C适配器驱动的模块加载与卸载　350

15.5.4　S3C6410 I2C总线通信方法　354

15.6　AT24XX EEPROM的I2C设备驱动实例　359

15.7　总结　362

第16章　Linux网络设备驱动　363

16.1　Linux网络设备驱动的结构　364

16.1.1　网络协议接口层　364

16.1.2　网络设备接口层　366

16.1.3　设备驱动功能层　369

16.1.4　网络设备与媒介层　369

16.2　网络设备驱动的注册与注销　369

16.3　网络设备的初始化　371

16.4　网络设备的打开与释放　372

16.5　数据发送流程　373

16.6　数据接收流程　374

16.7　网络连接状态　377

16.8　参数设置和统计数据　378

16.9　DM9000网卡设备驱动实例　381

16.9.1　DM9000网卡硬件描述　381

16.9.2　DM9000网卡驱动设计分析　383

16.10　总结　387

第17章　Linux音频设备驱动　388

17.1　数字音频设备　389

17.2　音频设备硬件接口　390

17.2.1　PCM接口　390

17.2.2　IIS接口　390

17.2.3　AC'97接口　390

17.3　Linux OSS音频设备驱动　391

17.3.1　OSS驱动的组成　391

17.3.2　mixer接口　392

17.3.3　dsp接口　393

17.3.4　OSS用户空间编程　394

17.4　Linux ALSA音频设备驱动　399

17.4.1　ALSA的组成　399

17.4.2　card和组件管理　400

17.4.3　PCM设备　402

17.4.4　控制接口　412

17.4.5　AC97 API接口　416

17.4.6　ALSA用户空间编程　418

17.5　Linux ASoC音频设备驱动　423

17.5.1　ASoC驱动的组成　423

17.5.2　ASoC Codec驱动　423

17.5.3　ASoC平台驱动　426

17.5.4　ASoC板驱动　429

17.6　S3C6410+WM9714 ASoC驱动实例　430

17.7　总结　439

第18章　LCD设备驱动　440

18.1　LCD硬件原理　441

18.2　帧缓冲　443

18.2.1　帧缓冲的概念　443

18.2.2　显示缓冲区与显示点　443

18.2.3　Linux帧缓冲相关数据结构与函数　444

18.3　Linux帧缓冲设备驱动结构　450

18.4　帧缓冲设备驱动的模块加载与卸载函数　450

18.5　帧缓冲设备显示缓冲区的申请与释放　452

18.6　帧缓冲设备的参数设置　453

18.6.1　定时参数　453

18.6.2　像素时钟　454

18.6.3　颜色位域　454

18.6.4　固定参数　455

18.7　帧缓冲设备驱动的fb_ops成员函数　455

18.8　LCD设备驱动的读写、mmap和ioctl函数　456

18.9　帧缓冲设备的用户空间访问　461

18.10　Linux图形用户界面　463

18.10.1　Qt-X11/QtEmbedded/Qtopia　463

18.10.2　Microwindows/Nano-X　467

18.10.3　MiniGUI　469

18.10.4　Android　471

18.11　实例：S3C6410 LCD设备驱动　474

18.12　总结　478

第19章　Flash设备驱动　479

19.1　Linux Flash驱动结构　480

19.1.1　Linux MTD系统层次　480

19.1.2　Linux MTD系统接口　480

19.1.3　MTD用户空间编程　485

19.2　NOR Flash驱动　488

19.3　NAND Flash驱动　491

19.4　NOR Flash驱动实例：S3C6410外围的NOR Flash驱动　496

19.5　NAND Flash驱动实例：S3C6410外围的NAND Flash驱动　497

19.5.1　S3C6410 NAND控制器硬件描述　497

19.5.2　S3C6410 nand_chip初始化与NAND探测　498

19.6　Flash文件系统的建立　500

19.6.1　Flash转换层　500

19.6.2　CramFS　501

19.6.3　JFFS/JFFS2　501

19.6.4　YAFFS/YAFFS2　502

19.6.5　UBI/UBIFS　505

19.7　总结　506

第20章　USB主机与设备驱动　507

20.1　Linux USB驱动层次　508

20.1.1　主机侧与设备侧USB驱动　508

20.1.2　设备、配置、接口、端点　509

20.2　USB主机控制器驱动　512

20.2.1　USB主机控制器驱动的整体结构　512

20.2.2　实例：S3C6410 USB 1.1主机驱动　516

20.3　USB设备驱动　518

20.3.1　USB设备驱动整体结构　518

20.3.2　USB请求块(URB)　523

20.3.3　探测和断开函数　527

20.3.4　USB骨架程序　528

20.3.5　实例：USB键盘驱动　534

20.4　USB UDC与gadget驱动　536

20.4.1 UDC和gadget驱动关键数据结构与API　536

20.4.2　实例：S3C6410 USB 2.0的UDC驱动　540

20.4.3　实例：file storage gadget驱动　542

20.5　USB OTG驱动　544

20.6　总结　545

第21章　PCI设备驱动　547

21.1　PCI总线与配置空间　548

21.1.1　PCI总线的Linux描述　548

21.1.2　PCI设备的Linux描述　550

21.1.3　PCI配置空间访问　551

21.1.4　PCI DMA相关的API　555

21.1.5　PCI 设备驱动其他常用API　555

21.2　PCI设备驱动结构　556

21.2.1　PCI设备驱动的组成　556

21.2.2　实例：PCI骨架程序　560

21.3　总结　562

第4篇　Linux设备驱动调试、移植

第22章　Linux设备驱动的调试　564

22.1　Linux开发环境建设　565

22.1.1　实验室建设　565

22.1.2　工具链　566

22.1.3　串口工具　567

22.2　GDB调试器用法　570

22.2.1　GDB基本用法　570

22.2.2　DDD图形界面调试工具　578

22.3　Linux内核调试　580

22.4　内核打印信息——printk()　581

22.5　使用/proc　582

22.6　Oops　586

22.7　监视工具　588

22.8　内核调试器　589

22.8.1　kcore　589

22.8.2　KDB　592

22.8.3　KGDB　594

22.9　使用仿真器调试内核　595

22.10　应用程序调试　596

22.11　Linux性能监控与调优工具　598

22.12　总结　601

第23章　Linux设备驱动的移植　602

23.1　编写可移植的设备驱动　603

23.1.1　可移植的数据类型　603

23.1.2　结构体对界　604

23.1.3　Little Endian与Big Endian　605

23.1.4　内存页面大小　605

23.2　巧用同类设备驱动　606

23.2.1　巧用demo板驱动　606

23.2.2　巧用类似芯片的驱动程序　606

23.2.3　借用芯片厂商的范例程序　609

23.3　从Linux 2.4移植设备驱动到Linux 2.6　610

23.4　Linux与其他操作系统之间的驱动移植　618

23.5　Linux内核的移植　626

23.6　总结　630

参考文献　631