O'Reilly：LINUX设备驱动程序（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 科波特（Corbet J.） 著，魏永明，耿岳，钟书毅 译

图书标签:

• Linux
• 设备驱动
• 驱动开发
• OReilly
• 内核
• 嵌入式
• 系统编程
• 硬件
• C语言
• 开源

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508338637

版次：1

商品编码：10100144

包装：平装

开本：16开

出版时间：2006-01-01

用纸：胶版纸

页数：569

字数：597000

产品特色

编辑推荐

　　《LINUX设备驱动程序（第3版）》详细介绍了Linux。如果您希望在Linux操作系统上支持计算机外部设备，或者在Linux上运行新的硬件，或者只是希望一般性地了解Linux内核的编程，就一定要阅读本书。本书描述了如何针对各种设备编写驱动程序，而在过去，这些内容仅仅以口头形式交流，或者零星出现在神秘的代码注释中。

内容简介

　　本书是经典著作《Linux设备驱动程序》的第三版。如果您希望在Linux操作系统上支持计算机外部设备，或者在Linux上运行新的硬件，或者只是希望一般性地了解Linux内核的编程，就一定要阅读本书。本书描述了如何针对各种设备编写驱动程序，而在过去，这些内容仅仅以口头形式交流，或者零星出现在神秘的代码注释中。
　　本书的作者均是Linux社区的领导者。Jonathan Corbet虽不是专职的内核代码贡献者，但他是备受关注的LWN.net新闻及信息网站的执行编辑。Alessandro Rubini是一名Linux代码贡献者，也是活跃的意大利Linux社区的灵魂人物。Greg Kroah-Hartman是目前内核中USB、PCI和驱动程序核心子系统（本书均有讲述）的维护者。
　　本书的这个版本已针对Linux内核的2.6.10版本彻底更新过了。内核的这个版本针对常见任务完成了合理化设计及相应的简化，如即插即用、利用sysfs文件系统和用户空间交互，以及标准总线上的多设备管理等等。
　　要阅读并理解本书，您不必首先成为内核黑客；只要您理解C语言并具有Unix系统调用的一些背景知识即可。您将学到如何为字符设备、块设备和网络接口编写驱动程序。为此，本书提供了完整的示例程序，您不需要特殊的硬件即可编译和运行这些示例程序。本书还在单独的章节中讲述了PCI、USB和tty（终端）子系统。对期望了解操作系统内部工作原理的读者来讲，本书也深入阐述了地址空间、异步事件以及I/O等方面的内容。
　　本书涵盖的主题包括：
　　● 完整的字符、块、tty（终端）及网络驱动程序
　　● 驱动程序的调试
　　● 中断
　　● 计时问题
　　● 并发、锁定和对称多处理器系统（SMP）
　　● 内存管理和DMA
　　● 驱动程序模型和sysfs
　　● 热插拔设备
　　● 对常见总线的描述，包括SCSI、PCI、USB和IEEE1394（火线）。

作者简介

　　Jonahan Corbet，早在1981年就开始接触BSD Unix的源代码。那时，科罗拉多大学的一名讲师让他“修正”其中的分页算法。从那时起直到现在。他深入研究了他所遇到的每一个系统，其中包括VAX、Sun、Arden以及x86系统的驱动程序。他在1993年首次接触Linux系统，从此以后一直从事Linux的开发。Corbet先生是《Linux Weekly News》的创始人和执行主编。他和妻子及两个孩子生活在科罗多州的玻尔得市。

内页插图

目录

前言
第一章 设备驱动程序简介
设备驱动程序的作用
内核功能划分
设备和模块的分类
安全问题
版本编号
许可证条款
加入内核开发社团
本书概要
第二章 构造和运行模块
设置测试系统
Hello World模块
核心模块与应用程序的对比
编译和装载
内核符号表
预备知识
初始化和关闭
模块参数
在用户空间编写驱动程序
快速参考
第三章 字符设备驱动程序
scull的设计
主设备号和次设备号
一些重要的数据结构
字符设备的注册
open和release
scull的内存使用
read和write
试试新设备
快速参考
第四章 调试技术
内核中的调试支持
通过打印调试
通过查询调试
通过监视调试
调试系统故障
调试器和相关工具
第五章 并发和竞态
scull的缺陷
并发及其管理
信号量和互斥体
completion
自旋锁
锁陷阱
除了锁之外的办法
快速参考
第六章 高级字符驱动程序操作
ioctl
阻塞型I/O
poll和select
异步通知
定位设备
设备文件的访问控制
快速参考
第七章 时间、延迟及延缓操作
度量时间差
获取当前时间
延迟执行
内核定时器
tasklet
工作队列
快速参考
第八章 分配内存
kmalloc函数的内幕
后备高速缓存
get_free_page和相关函数
vmalloc及其辅助函数
per-CPU变量
获取大的缓冲区
快速参考
第九章 与硬件通信
I/O端口和I/O内存
使用I/O端口
I/O端口示例
使用I/O内存
快速参考
第十章 中断处理
准备并口
安装中断处理例程
实现中断处理例程
顶半部和底半部
中断共享
中断驱动的I/O
快速参考
第十一章 内核的数据类型
使用标准C语言类型
为数据项分配确定的空间大小
接口特定的类型
其他有关移植性的问题
链表
快速参考
第十二章 PCI驱动程序
PCI接口
ISA回顾
PC/104和PC/104+
其他的PC总线
SBus
NuBus
外部总线
快速参考
第十三章 USB驱动程序
USB设备基础
USB和Sysfs
USB urb
编写USB驱动程序
不使用urb的USB传输
快速参考
第十四章 Linux设备模型
kobject、kset和子系统
低层sysfs操作
热插拔事件的产生
总线、设备和驱动程序
类
各环节的整合
热插拔
处理固件
快速索引
第十五章 内存映射和DMA
Linux的内存管理
mmap设备操作
执行直接I/O访问
直接内存访问
快速参考
第十六章 块设备驱动程序
注册
块设备操作
请求处理
其他一些细节
快速参考
第十七章 网络驱动程序
snull设计
连接到内核
net_device结构细节
打开和关闭
数据包传输
数据包的接收
中断处理例程
不使用接收中断
链路状态的改变
套接字缓冲区
MAC 地址解析
定制 ioctl 命令
统计信息
组播
其他知识点详解
快速参考
第十八章 TTY驱动程序
小型TTY驱动程序
tty_driver函数指针
TTY线路设置
ioctls
proc和sysfs对TTY设备的处理
tty_driver结构详解
tty_operations结构详解
tty_struct结构详解
快速参考
参考书目

前言/序言

Linux 设备驱动程序开发：从硬件到内核的深度探索 本书旨在为那些希望深入理解 Linux 内核如何与硬件交互，并能动手开发高性能、高可靠性设备驱动程序的开发者提供一本详尽的指南。我们将跳出肤浅的 API 调用，直击驱动程序开发的本质，从底层原理出发，逐步构建起一套完整的知识体系。本书不局限于特定硬件平台或驱动程序类型，而是致力于传授一套普适性的开发理念和技术方法，使读者能够融会贯通，应对各种复杂的驱动开发挑战。 第一部分：驱动程序开发基石 在开始编写任何驱动程序之前，扎实的基础知识是不可或缺的。本部分将带领读者回顾并深入理解 Linux 内核的关键概念，为后续的驱动程序开发打下坚实的基础。 Linux 内核概述与架构： 我们将深入剖析 Linux 内核的整体架构，包括其宏内核与微内核的混合设计理念、关键子系统的划分（如内存管理、进程调度、中断处理、文件系统等），以及它们之间是如何协同工作的。理解内核的宏观图景，有助于我们在开发驱动程序时，更好地将其融入内核的整体框架，避免引入潜在的冲突或性能瓶颈。 模块化设计与内核模块： 现代 Linux 系统高度依赖模块化设计，而内核模块正是实现驱动程序动态加载与卸载的核心机制。我们将详细讲解内核模块的生命周期管理，包括模块的编译、加载、卸载、参数传递等。通过分析 `insmod`、`rmmod`、`modprobe` 等命令的工作原理，以及 `MODULE_LICENSE`、`MODULE_AUTHOR` 等宏的意义，读者将能深刻理解模块化开发带来的灵活性和可维护性。 内存管理： 设备驱动程序与硬件的交互往往涉及到内存的分配、映射和访问。本部分将深入讲解 Linux 内核的内存管理机制，包括物理内存分配 (`kmalloc`、`vmalloc`)、页面缓存、用户空间与内核空间的数据共享（通过 `copy_to_user` 和 `copy_from_user`）、内存映射 (`mmap`) 等。理解这些概念对于正确地管理硬件缓冲区、避免内存泄漏和提高数据传输效率至关重要。 中断处理： 硬件设备通常通过中断来通知 CPU 其状态变化或需要服务。我们将详细讲解 Linux 内核的中断处理机制，包括中断控制器、中断向量表、中断服务例程 (ISR) 的编写原则、中断的注册与注销、中断上下文的概念以及中断的底半部 (bottom half) 和延迟工作队列 (workqueue) 等技术，以实现高效、安全的中断响应。 同步与并发控制： 在多处理器和多线程环境下，驱动程序需要处理大量的并发访问。本部分将聚焦于 Linux 内核提供的同步原语，如自旋锁 (spinlock)、互斥锁 (mutex)、信号量 (semaphore)、原子操作 (atomic operations) 等。我们将讲解它们的应用场景、使用方法以及潜在的死锁问题，确保驱动程序的线程安全。 第二部分：核心驱动程序开发技术 掌握了内核的基础知识后，我们将进入驱动程序开发的实战阶段，学习如何处理不同类型的硬件设备。 字符设备驱动程序： 字符设备是 Linux 系统中最基础的设备类型之一，例如串口、键盘、鼠标等。我们将深入讲解字符设备驱动程序的开发流程，包括设备号的获取、文件操作函数 (`file_operations`) 的实现、`open`、`read`、`write`、`ioctl` 等函数的作用和编写技巧。通过实际案例，展示如何为简单的字符设备编写驱动。 块设备驱动程序： 块设备（如硬盘、SSD）以固定大小的数据块为单位进行读写。本部分将讲解块设备驱动程序的核心概念，包括请求队列 (request queue) 的管理、块设备的调度器、`request_fn` 的实现以及与用户空间的数据块读写流程。我们将探讨如何优化块设备的读写性能，以及如何处理块设备的分区和挂载。 网络设备驱动程序： 网络设备驱动程序是实现网络通信的关键。我们将深入解析 Linux 网络协议栈与驱动程序之间的接口，包括网络设备注册、数据包的接收与发送流程、DMA（直接内存访问）在网络传输中的应用，以及常用的网络驱动框架（如 `netdev` 接口）。 总线、设备与驱动模型 (Device Model)： 现代 Linux 内核采用了一种统一的总线、设备和驱动模型来管理硬件。我们将讲解这个模型的核心概念，包括总线类型（如 PCI、USB）、设备的枚举与探测、以及驱动程序如何与设备进行匹配。理解设备模型有助于编写更具通用性和可扩展性的驱动程序，并能更好地利用内核提供的自动化管理功能。 I/O 端口与内存映射 I/O： 许多硬件设备通过 I/O 端口或内存地址与 CPU 进行通信。本部分将详细讲解如何通过 `inb`/`outb`（I/O 端口）和 `ioremap`（内存映射 I/O）来访问硬件寄存器。我们将强调在访问硬件时需要注意的潜在问题，如数据对齐、缓存一致性等。 DMA（直接内存访问）： DMA 是提高数据传输效率的关键技术，它允许硬件设备直接与内存进行数据传输，而无需 CPU 的介入。我们将深入讲解 DMA 的工作原理，包括 DMA 控制器、DMA 映射 (DMA mapping) API 的使用，以及如何为设备编写支持 DMA 的驱动程序，从而显著提升数据吞吐量。 第三部分：高级驱动程序开发与调优 在掌握了基础和核心技术后，本部分将探讨更高级的驱动程序开发技术，以及如何优化驱动程序的性能和可靠性。 I/O 调度与性能优化： 对于块设备和网络设备等高性能设备，I/O 调度器的选择和优化至关重要。我们将深入分析 Linux 内核中常见的 I/O 调度算法，并提供如何根据设备特性进行选择和调优的建议。 电源管理： 现代系统越来越注重电源效率，驱动程序需要支持设备的电源管理功能。我们将讲解 ACPI（高级配置与电源接口）、PM（电源管理）子系统，以及如何编写支持设备休眠、唤醒和功耗状态管理的驱动程序。 错误处理与调试： 编写健壮的驱动程序离不开有效的错误处理和调试手段。本部分将介绍 Linux 内核提供的调试工具，如 `printk`、`ftrace`、`kmemleak`、`kprobes` 等，以及如何编写清晰、易于理解的错误处理代码，以提高驱动程序的稳定性和可维护性。 用户空间与内核交互： 除了标准的设备文件接口，驱动程序还可以通过其他方式与用户空间进行交互，例如 Netlink、procfs、sysfs 等。我们将探讨这些机制的优缺点，以及如何选择合适的接口来实现用户空间与驱动程序的灵活通信。 虚拟化环境下的驱动开发： 随着虚拟化技术的普及，在虚拟化环境中开发和优化驱动程序也变得越来越重要。我们将简要介绍在虚拟机中驱动开发需要考虑的特殊问题，以及一些与虚拟化相关的驱动开发技术。 安全驱动程序开发： 驱动程序作为内核的一部分，其安全性至关重要。我们将讨论一些常见的安全漏洞，并提供编写安全驱动程序的最佳实践，例如严格的输入校验、避免缓冲区溢出、谨慎处理用户传入的数据等。 本书特色： 深入原理： 告别“知其然，不知其所以然”，本书将带领读者深入探究 Linux 内核驱动开发背后的原理和机制。 实战导向： 结合丰富的代码示例和实际案例，使读者在学习理论知识的同时，能够快速上手实践。 全面覆盖： 涵盖了从基础概念到高级技术的广泛主题，旨在为读者构建全面的驱动开发知识体系。 循序渐进： 内容组织逻辑清晰，由浅入深，适合不同阶段的开发者阅读。 通过阅读本书，您将能够： 深刻理解 Linux 内核与硬件交互的底层机制。 掌握编写各种类型设备驱动程序的核心技术。 学会如何优化驱动程序的性能和可靠性。 具备独立解决复杂驱动开发问题的能力。 成为一名更优秀的 Linux 系统级开发者。 无论您是想为新硬件编写驱动，还是希望深入理解现有驱动程序的内部工作原理，抑或是对操作系统内核的深入探索充满兴趣，本书都将是您不可多得的良师益友。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是我在 Linux 内核开发这条漫漫长路上的及时雨。回想我当初刚接触设备驱动编程那会儿，简直是一片混沌，满眼都是 C 语言的语法和各种陌生的 API，简直让人无从下手。当时就渴望有一本能够系统讲解 Linux 设备驱动原理和实战的书籍，能够从零开始，一步步引导我理解内核的运作机制，以及如何巧妙地与硬件打交道。而这本书，就是我寻找的那盏明灯。它的内容之详实，讲解之深入，绝对不是那种浮光掠影的入门指南。它就像一位经验丰富的导师，循循善诱地剖析着每一个概念，从最基础的字符设备驱动，到更复杂的块设备和网络设备，再到那些隐藏在系统深处的总线、设备模型和电源管理，无一不被细致地展现出来。我尤其欣赏它在原理阐述上的严谨性，不会为了简化而牺牲关键细节，而是用清晰的逻辑和大量的代码示例，让我能够真正理解“为什么”这样做，而不仅仅是“怎么”做。这种深入骨髓的理解，是日后独立解决复杂问题的基石。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当我拿到这本书的时候，我被它的厚度给震撼到了，一度怀疑自己是否真的能够啃下来。但随着阅读的深入，我发现这种“厚重”并非冗余，而是内容扎实、信息量巨大的证明。这本书就像一本百科全书，涵盖了 Linux 设备驱动开发的方方面面。它不仅仅是枯燥的理论堆砌，而是将理论与实践完美地结合在了一起。每一个概念的讲解，都伴随着精心设计的代码示例，这些示例不仅仅是简单的“Hello, World”，而是能够真正运行、并且展示核心功能的实用代码。我尝试着跟着书中的例子一步步实现，感觉自己就像在亲手构建一个真实的驱动程序。其中对中断处理、DMA、内存映射等关键技术的讲解，尤其让我印象深刻。这些在硬件层面至关重要的概念，在书中被描绘得清晰明了，并且通过代码演示，让我能够直观地感受到它们是如何工作的。这本书让我明白，设备驱动开发并非遥不可及，而是可以通过系统性的学习和实践来掌握的。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，要真正掌握一门操作系统，就必须深入了解其与硬件交互的机制，而设备驱动开发正是实现这一目标的最佳途径。这本书，无疑是我在学习 Linux 设备驱动过程中遇到的最权威、最全面的参考资料。它的内容之详实，让我几乎能够找到我想了解的任何一个关于设备驱动的问题的答案。从最基础的 Linux 内核模块的编写，到对各种总线（如 PCI、USB）的深入解析，再到如何处理各种硬件资源（如中断、IO 端口），这本书都提供了清晰、准确的讲解。我尤其欣赏书中对内核同步机制和并发控制的阐述，这些是编写稳定、可靠的驱动程序不可或缺的基础。通过这本书，我不仅学到了如何编写设备驱动，更重要的是，我开始理解 Linux 内核是如何管理和协调硬件资源的，这对我理解整个 Linux 系统的运作方式产生了深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名软件开发者而言，想要深入理解 Linux 系统，设备驱动开发是绕不开的一环。市面上关于 Linux 的书籍很多，但真正能够将设备驱动的复杂性讲透彻、讲明白的却不多。这本书的出现，无疑填补了这一市场空白。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位循循善诱的老师，引导读者逐步掌握 Linux 设备驱动的核心技术。我印象最深刻的是书中对内核 API 的讲解，作者并没有仅仅列出 API 函数，而是深入剖析了每个 API 的设计理念、使用场景以及注意事项，并且通过实际代码演示，让我能够清晰地理解如何正确、高效地使用它们。此外，书中对错误处理、调试技巧的介绍，也让我受益匪浅，这在实际的驱动开发中是至关重要的。总而言之，这本书为我提供了一个坚实的学习平台，让我能够更有信心地去探索和解决 Linux 设备驱动领域的各种挑战。

评分☆☆☆☆☆

我一直对 Linux 的底层工作原理充满好奇，尤其是那些隐藏在用户空间之下的设备交互细节。在接触到这本书之前，我对于如何让 Linux 系统识别、控制和管理各种硬件设备，始终感到模糊不清。这本书就像一把钥匙，为我打开了通往 Linux 设备驱动世界的大门。它以一种非常系统和全面化的方式，将那些复杂晦涩的内核概念一一拆解。从最基础的设备文件、驱动模型的概念，到更高级的并发控制、同步机制，再到如何处理各种硬件异常，书中都进行了详尽的阐述。我特别喜欢书中对不同类型设备驱动的分类讲解，比如字符设备、块设备、网络设备，以及如何针对不同的硬件特性设计相应的驱动程序。通过阅读这本书，我不仅学到了大量的技术知识，更重要的是，我培养了一种对 Linux 系统底层运作的深刻理解和洞察力，这对于我日后的开发工作非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

内容全面，由浅入深。

评分☆☆☆☆☆

客服的服务态度很好，商品与描述相符，质量那是杠杠的，以后还来这家，好评！

评分☆☆☆☆☆

书纸张不错，印刷OK，买来深入学习下内核

评分☆☆☆☆☆

618活动时候买的 特别划算

评分☆☆☆☆☆

已收到，是正版

评分☆☆☆☆☆

物流很快 书的质量很好 很优惠

评分☆☆☆☆☆

经常买，每次打折都买！就是一个吃货！哈哈！分享给大家一起吃和喝！大家都说不错！所以每次一打折就买！反正挺合适的，东西也不错！物流也挺快的，很方便，很久都不去超市了。家里小孩老人都吃和喝京东的东西，物流也快，价格也不错，但是一点要赶上打折，会省很多钱的，所以经常买的几家总会关注着动态，有的时候店家也会主动给我发短信，通知我打折信息，每次我就会去逛逛，看到合适的，打折的，就买了，屯着呗，嘻嘻。京东已经买了很多年了，各种东西，感觉价格便宜又实惠，推荐大家购买

评分☆☆☆☆☆

一直在京东购物，放心，省心，安心！会一如既往的支持！

评分☆☆☆☆☆

书还没看，但是在京东买书还是很靠谱的。