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字符设备驱动开发：内核工程ioctl与poll接口实现

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 · 驱动与应用程序交互模型

字符设备驱动概述Linux

内核模块基础

模块加载与卸载 · module_init/module… · LICENSE与作者信息

内核模块基础模块加载

设备号管理

主设备号与次设备号 · 静态分配与动态分配 · register_chrdev_re…

设备号管理主设备号

cdev初始化 · cdev_add与cdev_del · 设备操作集file_operatio…

file_operations接口

open · release · read

用户空间与内核空间数据交换

copy_from_user与cop… · 访问合法性检查

用户空间内核空间数据交换

ioctl系统调用概述

ioctl作用 · cmd命令码格式 · 方向与大小编码规则

ioctl系统调用概述

ioctl命令码定义

_IO/_IOR/_IOW/_IOW… · 自定义命令码示例

ioctl命令码定义

ioctl实现步骤

file_operations中un… · switch-case处理

ioctl实现步骤

ioctl参数传递

用户指针处理 · 数据拷贝 · 错误码返回

ioctl参数传递

ioctl典型应用场景

设备配置 · 状态查询 · 寄存器读写

ioctl典型应用场景

ioctl安全性考虑

权限检查 · 缓冲区溢出防护 · 命令码校验

ioctl安全性考虑

poll机制原理

select/poll/epoll用… · 内核poll回调函数

poll机制原理

poll_wait函数

等待队列初始化 · poll_wait调用 · 事件掩码返回

等待队列基础

wait_queue_head_t · DECLARE_WAIT_QUEUE… · wake_up系列函数

等待队列基础wait

阻塞与非阻塞I/O

O_NONBLOCK标志 · read/write中的阻塞实现

poll与等待队列结合

驱动中poll实现模板 · 事件触发与唤醒

poll等待队列结合

多设备poll支持

同时监控多个文件描述符 · 驱动侧协作

ioctl与poll协同设计

控制命令改变设备状态 · poll响应状态变化

驱动调试技术

printk使用 · 动态调试 · ioctl测试工具编写

驱动调试技术printk

用户态测试程序

open/close/ioctl/p… · 错误处理

用户态测试程序open/close/i…

内核内存管理基础

kmalloc/kfree · GFP标志 · 内存泄漏防范

内核内存管理基础kmalloc/kfre…

并发与竞态控制

自旋锁 · 互斥锁 · 原子操作在驱动中的应用

并发竞态控制

设备树与平台设备

设备树简介 · platform_driver与pl…

设备树平台设备

中断与poll结合

硬件中断触发 · 中断处理函数唤醒等待队列

驱动模块参数

module_param · 参数传递与sysfs接口

驱动模块参数module

procfs与debugfs

创建/proc或/sys/debug…

驱动热插拔支持

udev规则 · 自动创建设备节点

驱动热插拔支持udev

性能优化与注意事项

减少上下文切换 · 批量数据传输 · 锁粒度优化

性能优化注意事项

完整字符设备驱动（ioctl+ po…

综合实战ioctl+