Linux系統的設備驅動開發,一直給人門檻較高的印象,主要因內核機制抽象、需深度理解硬件原理、開發調試難度大所致。2021年,一本講解驅動開發的專著問世即獲市場青睞,暢銷近萬冊——這便是《Linux 設備驅動開發》。
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>>>【書籍評測活動NO.67】成為硬核Linux開發者:《Linux 設備驅動開發(第 2 版)》
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1、活動期間如有作弊、灌水等違反電子發燒友論壇規則的行為一經發現將立即取消獲獎資格
2、活動結束后獲獎名單將在論壇公示請活動參與者盡量完善個人信息如管理員無法聯系到選中的評測者則視為自動放棄。
3、申請人收貨后14天內未完成書評無權將書籍出售或轉贈給他人。如無法在收貨后14天內提交書評請將書籍退回電子發燒友論壇運費自理。
4、如有問題請咨詢工作人員(微信:elecfans123)。
Part.1
成為硬核Linux開發者
Linux系統的設備驅動開發,一直給人門檻較高的印象,主要因內核機制抽象、需深度理解硬件原理、開發調試難度大所致。2021年,一本講解驅動開發的專著問世即獲市場青睞,暢銷近萬冊——這便是《Linux 設備驅動開發》。
本書從基礎知識出發,分專題透徹講解Linux環境下的設備驅動開發知識,幫助讀者從零構建驅動程序。如今4年過去,作者緊跟技術發展,對內容進行了大量更新,推出《Linux 設備驅動開發(第 2 版)》。

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【書籍評測活動NO.67】成為硬核Linux開發者:《Linux 設備驅動開發(第 2 版)》
第2版系統講解內存管理、IRO管理、加鎖機制等嵌入式系統關鍵內容,透徹分析時鐘源、DMA引擎等核心機制,引入Regmap API等現代驅動開發框架,新增大量綜合案例與API詳解。
通過本書,讀者可以實現從內核到驅動的一站式學習:精通內核配置與編譯、字符設備及I2C/SPI驅動開發,構建完整知識體系。全書在章節結構上也做了調整,方便讀者循序漸進地學習內容。
學習Linux驅動開發在當下也有著重要意義,從工業物聯網(IIoT)的傳感器控制、智能汽車的車載系統硬件適配,到邊緣計算節點的資源調度,都需要Linux驅動深度參與。具備驅動開發能力,正是程序員在智能互聯網時代的硬核技能。
現在,我們從零起步,進入Linux設備驅動開發的世界吧。
Part.2
從零開始學會Linux設備驅動開發
要快速上手Linux驅動開發,讀者需要預備一些基礎知識,首先是基本的C語言編程能力,了解數據結構、指針處理和內存分配;然后是掌握Linux系統的命令行操作,能夠搭建開發環境。
軟件/硬件要求 | 操作系統要求 |
一臺計算機,要求具有良好的網絡帶寬、300G以上磁盤空間和8G以上內存 | 基于Debian的Linux發行版,本書基于內核 v5.10 |
市面上的任何Cortex-A嵌入式板(如UDOO QUAD、Jetson Nano、Raspberry Pi和BeagleBone) | Yocto/Buildroot發行版,或者任何嵌入式或特定的操作系統(如樹莓派的Raspbian操作系統) |
本書在結構上按“入門——進階——實戰”順序編排,分為四大核心模塊,建議初學者循序漸進逐個模塊學習,并同步進行真機操作實踐,以獲得最佳學習效果。
第1篇:Linux內核開發基礎
開篇從環境搭建入手,詳細講解如何獲取Linux內核源碼,在x86宿主機上配置ARM的Linux內核交叉編譯選項并完成內核編譯。接著深入內核模塊知識,解析模塊的構建邏輯,重點介紹樹外構建與樹內構建,講解Linux內核編程技巧。

▲內核配置界面
系統講解并發與同步、延遲與中斷處理等核心輔助函數,包括自旋鎖與互斥鎖的區別及適用場景、等待隊列實現進程休眠等待的機制。以字符設備驅動為實例,涵蓋設備號管理、核心數據結構填充及用戶與內核空間數據交互,幫助讀者完成從理論到簡單驅動開發的跨越。

▲時鐘事件和時鐘事件設備的關聯
第2篇:平臺抽象與設備驅動
本篇章先從設備樹展開,詳細介紹設備樹的語法規則,包括節點、屬性、phandle的含義與使用,為I2C、SPI等設備編寫設備樹節點并指定硬件資源,同時講解如何利用內核API讀取設備樹信息,實現驅動與硬件的動態適配。
在平臺驅動部分,描述平臺驅動程序的一般架構,以及如何處理平臺數據,深入剖析設備與驅動的匹配機制,幫助讀者理解內核如何自動加載匹配的驅動。
針對嵌入式常用的I2C與SPI總線,拆解總線驅動框架,分別講解i2c_adapter、i2c_client、i2c_driver和spi_controller、spi_device、spi_driver的核心作用,滿足不同總線設備的驅動開發需求。

▲將SPI從設備和主設備互連
第3篇:充分發揮硬件的潛力
本篇章聚焦硬件性能優化,深入底層機制。在內核內存分配部分,詳細講解32位系統低端內存與高端內存的區別,分析kmalloc、vmalloc、alloc_pages等不同分配器的特點與適用場景。

▲高端內存和低端內存的劃分
DMA技術是提升數據傳輸效率的關鍵,本書講解了DMA一致性映射與流映射的區別及應用場景;通過設備樹指定DMA通道,申請通道并借助DMA引擎API完成數據傳輸;給出單緩沖區的DMA綜合示例,在實際應用中添加DMA支持,可以大幅降低CPU占用率。

▲DMA引擎布局
還介紹了Regmap抽象層,展示如何使用Regmap寄存器訪問函數,給出基于Regmap的SPI設備驅動程序示例。詳解內核IRQ框架,說明中斷控制器和中斷多路復用,深入研究高級外設IRQ管理。
解析Linux設備模型(LDM),助力讀者理解kobject/kset的設備管理邏輯及sysfs暴露設備屬性的方式,為開發高效穩定的驅動提供理論與實踐支撐。
第4篇:嵌入式領域內的多種內核子系統
本篇章將前面的理論知識與嵌入式高頻場景結合,聚焦具體子系統的驅動開發。IIO框架部分,講解struct iio_dev與struct iio_info結構體、IIO通道的核心作用,指導編寫虛擬IIO驅動,實現數據采集與緩沖區功能。
GPIO是嵌入式基礎硬件接口,本篇章講解如何編寫GPIO控制器驅動程序,以及如何在GPIO控制器中啟用IRQ芯片。文中強調棄用舊的整數接口,改用基于描述符的GPIO接口;同時說明棄用sysfs接口,使用libgpiod庫在用戶空間便捷操作GPIO。

▲多路復用IRQ
還介紹了Linux內核輸入子系統,強調輪詢輸入設備與中斷驅動輸入設備的區別,討論了用戶空間接口并提供示例。至此,讀者已經具備編寫各類輸入設備驅動程序所需的必要知識,并能夠支持所有輸入事件。
Part.3
作者介紹
本書作者約翰·馬迪厄,是生活在法國巴黎的嵌入式Linux及內核工程師。他的主要工作是為物聯網、交通、醫療、能源和軍事等領域的企業,開發設備驅動和板級支持包。
截至目前,Linux仍是嵌入式系統領域的主流內核,幾乎廣泛應用于工業界的所有領域,這主要得益于其功能強大的子系統。因此,約翰·馬迪厄編寫本書,向廣大開發者普及驅動編程知識,助力讀者學習后能獨立完成驅動程序開發。
Part.4
結語
在當前人工智能與物聯網緊密結合的AIoT時代,各類傳感器、可穿戴設備要在低功耗狀態下承載智能計算,高效的驅動程序是關鍵環節。《Linux 設備驅動開發(第 2 版)》降低了驅動開發的學習門檻,是初學者的入門必備寶典。
本書一大特點是內容系統全面,覆蓋驅動開發的理論與實踐知識,書中以 “基礎——進階——實戰” 為核心邏輯,分為4篇17章,構建了從內核底層到場景化應用的完整體系。
從Linux內核開發的環境搭建、模塊編程,到設備樹、總線驅動,再到內存優化、DMA 技術,最后到IIO、GPIO、輸入子系統實戰,每一篇都以前一篇為基礎,既適合零基礎讀者入門,也能滿足進階開發者深化學習的需求。

▲精彩書摘
本書另一大特點是以實戰為導向,強調技術的實用性。所有源代碼均在x86 PC 和 UDOO QUAD 開發板上測試驗證,同時兼容Raspberry Pi、Jetson Nano等主流 Cortex-A 架構嵌入式板,確保代碼可直接復現。

▲代碼示例
此外,書中還提供廉價易得的硬件組件驅動示例,并配套講解開發環境搭建、代碼編譯與調試步驟,幫助讀者快速將理論轉化為實踐。
本書適合嵌入式工程師、Linux系統管理員及開發人員學習,助力其從零開始掌握嵌入式設備驅動編寫。
吃透《Linux 設備驅動開發(第 2 版)》,驅動程序開發全拿下,成為硬核程序員,挺立智能互聯時代的潮頭!
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