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嵌入式设备驱动开发：字符设备驱动接口调用与测试验证

共计 30 章节

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字符设备驱动概述

Linux设备驱动分类 · 字符设备特点 · 主设备号与次设备号概念

字符设备驱动概述Linux

驱动开发环境搭建

交叉编译工具链安装 · Linux内核源码树配置 · 模块编译Makefile编写

驱动开发环境搭建交叉编译工具链安…

第一个字符设备驱动

模块初始化与退出函数 · module_init/module… · LICENSE与作者信息

第一个字符设备驱…模块初始化

设备号注册与注销

alloc_chrdev_regio… · unregister_chrdev_…

设备号注册注销

cdev结构体与初始化

cdev_init · cdev_alloc · cdev_add

file_operations结构体

open · release · read

驱动中的open与release实现

打开设备时的权限检查 · 自增计数 · 释放时的资源清理

驱动中的read实现

从内核缓冲区拷贝数据到用户空间 · copy_to_user函数使用

驱动中的write实现

从用户空间拷贝数据到内核缓冲区 · copy_from_user函数使用

驱动中的ioctl实现

命令码定义（_IO/_IOR/_IO… · switch-case处理

设备文件自动创建

udev/mdev机制 · class_create · device_create函数使用

设备文件自动创建udev/mdev

驱动模块参数

module_param · module_param_array… · 参数传递与sysfs接口

驱动模块参数module

内核内存分配

kmalloc · kzalloc · vmalloc区别与使用场景

内核内存分配kmalloc

并发与竞态控制

自旋锁（spinlock）使用 · 读写锁 · 原子操作

并发竞态控制

互斥体（Mutex）使用

mutex_init · mutex_lock · mutex_unlock

等待队列（Wait Queue）

wait_event_interru… · wake_up_interrupti… · 阻塞式读写实现

内核定时器

timer_list结构体 · setup_timer · mod_timer

内核定时器timer

procfs文件系统接口

创建/proc条目 · proc_create · seq_file操作

procfs文件系统接口

sysfs文件系统接口

kobject · attribute · sysfs_create_group…

sysfs文件系统接口

debugfs调试接口

debugfs_create_dir · debugfs_create_fil… · 驱动调试辅助

debugfs调试接口

用户空间测试程序编写

open/close/read/wr…

用户空间测试程序…open/close/r…

测试程序Makefile与交叉编译

静态链接与动态链接 · ARM平台测试

Makefile测试程序

驱动加载与卸载

insmod · rmmod · modprobe

驱动加载卸载

设备节点手动创建

mknod命令 · 主次设备号指定 · 权限设置

设备节点手动创建mknod

基本功能测试

读写数据验证 · ioctl命令响应验证 · 错误码返回测试

基本功能测试读写数据验证

并发压力测试

多进程同时读写 · 竞态条件检测 · 锁机制验证

并发压力测试多进程同时读写

吞吐量测试 · 延迟测试 · 使用perf工具分析

性能测试吞吐量测试

内存泄漏检测

kmemleak工具 · slabinfo查看 · 驱动卸载后资源释放检查

内存泄漏检测kmemleak

常见问题与调试技巧

Oops信息分析 · printk调试 · ftrace跟踪函数调用

常见问题调试技巧

综合实战项目

实现一个简易字符设备驱动（如虚拟LE… · 包含完整驱动代码 · 测试程序

综合实战项目LE