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Linux字符设备驱动开发与读写接口调试

共计 30 章节
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01
字符设备驱动概述
字符设备概念 · 与块设备的区别 · 驱动在内核中的角色
字符设备驱动概述字符设备概念
02
内核模块基础
模块加载与卸载 · module_init/module… · LICENSE声明
内核模块基础模块加载
03
设备号管理
主设备号与次设备号 · 静态分配与动态分配 · alloc_chrdev_regio…
设备号管理主设备号
04
cdev结构体
cdev初始化 · cdev_add注册 · cdev_del注销
cdev结构体
05
file_operations结构体
核心成员解析 · open/release/read/…
fileoperations
06
open接口实现
打开设备时的权限检查 · 自增计数 · 私有数据初始化
open接口实现
07
release接口实现
关闭设备时的资源清理 · 自减计数 · 同步机制
release接口实现
08
read接口设计原则
用户空间与内核空间数据拷贝 · copy_to_user函数 · 缓冲区管理
read接口设计原则
09
write接口设计原则
copy_from_user函数 · 数据校验 · 写权限控制
write接口设计原则
10
llseek接口实现
文件定位操作 · f_pos修改 · SEEK_SET/SEEK_CUR/…
llseek接口实现
11
内核内存分配
kmalloc/kfree · GFP_KERNEL与GFP_ATO… · 内存泄漏防范
内核内存分配kmalloc/kfre…
12
并发控制基础
原子操作 · 自旋锁(spinlock) · 读写锁(rwlock)在驱动中的应用
并发控制基础原子操作
13
互斥体(mutex)使用
mutex_init/mutex_l… · 与自旋锁的选择
mutex互斥体
14
等待队列(wait_queue)
阻塞式读写 · wake_up机制 · wait_event_interru…
waitqueue
15
poll/select支持
poll_wait函数 · 返回掩码(POLLIN/POLLOU… · 非阻塞I/O
poll/select支持
16
ioctl接口实现
命令码编码(_IO/_IOR/_IO… · switch-case处理 · 权限检查
ioctl接口实现
17
procfs调试接口
创建/proc条目 · seq_file操作 · 运行时状态导出
procfs调试接口
18
sysfs属性文件
kobject与attribute · show/store方法 · 用户态配置接口
sysfs属性文件
19
printk调试技巧
日志级别(KERN_DEBUG/KE… · 动态调试 · dmesg过滤
printk调试技巧
20
动态调试(dynamic_debug)
pr_debug启用 · 控制文件/sys/kernel/de…
dynamicdebug
21
ftrace跟踪驱动
function_graph跟踪 · trace_printk · 函数调用流分析
ftrace跟踪驱动
22
kgdb内核调试
双机调试环境搭建 · 断点设置 · 单步执行
kgdb内核调试
23
QEMU模拟调试
内核镜像编译 · gdb连接 · 虚拟设备模拟
QEMU模拟调试
24
错误注入测试
kmalloc失败模拟 · copy_to_user部分失败 · 边界条件测试
错误注入测试kmalloc
25
压力测试工具
dd工具读写测试 · stress-ng并发测试 · 性能瓶颈定位
压力测试工具dd
26
内存检测工具
KASAN/KMEMLEAK · slab corruption检测 · use-after-free排查
内存检测工具KASAN/KMEMLE…
27
锁检测工具
lockdep · 死锁检测 · 锁依赖图分析
锁检测工具lockdep
28
完整驱动示例
综合实现open/read/writ…
完整驱动示例open/read/wr…
29
用户态测试程序
open/read/write/cl… · 错误处理 · 自动化测试脚本
用户态测试程序open/read/wr…
30
调试总结与最佳实践
常见bug模式 · 调试流程 · 代码审查清单
调试总结最佳实践