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Android内核驱动之字符设备驱动开发与ioctl实战

共计 30 章节

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课程导论与Android内核架构

Android系统软件栈概述 · Linux内核与Android内核的… · 内核空间与用户空间

Android课程导论

开发环境搭建

交叉编译工具链配置 · Android内核源码下载与编译 · 模拟器与真机调试环境搭建

开发环境搭建交叉编译工具链配…

字符设备驱动基础概念

设备文件 · 主设备号与次设备号 · file_operations结构体

字符设备驱动基础…设备文件

第一个字符设备驱动

Hello World驱动编写 · 模块初始化与退出函数 · module_init/module…

第一个字符设备驱…Hello

设备号注册与注销

动态分配设备号(alloc_chrd… · 静态指定设备号 · register_chrdev_re…

设备号注册注销

cdev结构体详解

cdev_init · cdev_add · cdev_del

cdev结构体详解

file_operations之open与release

open函数实现 · release函数实现 · 驱动中的计数逻辑

file_operations之read与write

用户空间与内核空间数据拷贝(copy… · read/write函数实现 · 阻塞与非阻塞概念引入

驱动中的并发与竞态控制

并发问题场景 · 原子操作 · 自旋锁(spinlock)使用

ioctl系统调用原理

ioctl的作用 · 用户态ioctl函数原型 · 内核态unlocked_ioctl接…

ioctl系统调用原理

ioctl命令码定义实战

使用宏定义自定义命令码 · 命令码解码 · 方向与大小参数

ioctl命令码定义实战

ioctl驱动端实现

switch-case结构处理命令 · 参数传递与校验 · 访问用户态指针的安全性

ioctl驱动端实现

用户态ioctl调用编程

打开设备文件 · 构造ioctl请求 · 传递结构体参数

GPIO控制驱动：GPIO子系统简介 · 在驱动中申请与控制GPIO · 通过ioctl实现GPIO输出高低电…

虚拟字符设备数据交换 · 通过ioctl读写配置 · 通过read/write传输数据流

ioctl虚拟字符设备数据…

驱动中的内存管理

kmalloc/kfree · vmalloc · 内存分配标志(GFP_KERNEL/…

驱动内存管理

驱动中的等待队列

等待队列头与等待队列项 · wait_event_interru… · wake_up_interrupti…

驱动等待队列

驱动中的poll机制

poll函数实现 · poll_wait使用 · 用户态select/poll/epo…

驱动中的定时器与内核线程

timer_list使用 · setup_timer/mod_ti… · kthread_run/kthrea…

驱动定时器

驱动调试技巧

printk日志级别 · 动态调试(dynamic debug… · 使用ftrace跟踪驱动函数

驱动调试技巧printk

设备树与平台驱动基础

设备树(.dts)概念 · compatible属性 · platform_driver注册

设备树平台驱动基础

将字符驱动与设备树匹配

在设备树中添加自定义节点 · 驱动中解析设备树属性(of_prop… · 自动探测设备

将字符驱动设备树匹配

驱动中的中断处理

request_irq/free_i… · 中断处理函数上下文 · 顶半部与底半部(tasklet/wo…

驱动断处理

中断状态查询驱动 · 读取中断计数 · 结合等待队列通知用户态

ioctl断状态查询驱动

用户态与内核态数据交互优化

减少拷贝次数 · mmap映射简介 · ioctl传递大数据时的策略

用户态内核态数据交互优…

驱动安全性考量

权限检查( capable() ) · 用户态指针校验(access_ok) · 避免内核崩溃

驱动安全性考量capable

驱动模块参数与导出符号

module_param/modul… · EXPORT_SYMBOL · 多文件驱动模块编译

驱动模块参数导出符号

多功能字符驱动框架 · 数据回显 · 中断统计

综合实战多功能字符驱动框…

驱动测试与性能分析

编写自动化测试脚本(Shell/C) · 使用perf分析驱动性能 · 压力测试与稳定性

驱动测试性能分析

课程总结与Android驱动开发进阶

回顾字符驱动核心知识点 · HAL层与JNI简介 · 内核主线开发流程

Android课程总结