深入剖析Linux内核与设备驱动

科目 关键字 深入剖析Linux内核与设备驱动 1 书名页 2 版权页 3 前言 4 目录 5 第1章 引言 8 1.1 为什么要从硬件设备的角度看Linux内核 8 1.2 从了解硬件开始 9 1.2.1 最小系统 9 1.2.2 完整设备介绍 10 1.2.3 电源管理相关基础 12 1.3 从设备看内核应该满足的需求 13 1.4 所涉及的重要概念 13 1.5 小结 15 第2章 TI应用处理器芯片及其内核特点 16 2.1 DM 3730微处理器 16 2.1.1 DM 3730微处理器框架 17 2.1.2 DM 3730微处理器特性 18 2.1.3 DM 3730微处理器电源管理相关设计 19 2.2 DM 81XX系列微处理器 27 2.2.1 DM 81XX系列微处理器框架 27 2.2.2 DM 81XX系列微处理器特性 30 2.2.3 DM 81XX系列微处理器电源管理相关设计 31 2.3 Sitara系列芯片 35 2.3.1 Sitara系列芯片框架 36 2.3.2 Sitara系列芯片特性 38 2.3.3 Sitara系列芯片电源管理相关设计 38 2.4 TI处理器内核特殊代码结构 40 2.5 小结 45 第3章 Linux内核框架探究 46 3.1 内核框架概述 47 3.1.1 Linux内核的层次分析 47 3.1.2 Linux内核模块间关联 53 3.2 需求探究 54 3.2.1 对内核核心的需求探究 55 3.2.2 对设备管理的需求探究 55 3.3 按需求的设备分类 58 3.3.1 功能型设备 62 3.3.2 总线型设备 64 3.4 系统实现各种无关性的框架 66 3.4.1 体系结构无关 66 3.4.2 功能型设备的框架与总线无关 69 3.4.3 总线控制器与总线设备的无关 69 3.4.4 设备属性和设备操作无关 71 3.4.5 策略和机制无关 73 3.5 内核提供的基本服务和接口简介 74 3.5.1 基本数据类型 74 3.5.2 基本原子操作 77 3.5.3 延时、调度、定时器相关 78 3.5.4 锁操作 79 3.5.5 抢占和屏障 80 3.6 小结 81 第4章 内核核心介绍及硬件的具体实现 82 4.1 内核初始化 82 4.1.1 内核初始化的基本需求 82 4.1.2 内核初始化框架介绍 83 4.1.3 TI芯片内核初始化相关实现详解 84 4.2 地址映射 128 4.2.1 地址映射的基本需求 128 4.2.2 地址映射框架介绍 129 4.2.3 TI芯片地址映射相关实现详解 138 4.3 中断处理 143 4.3.1 中断的基本需求 144 4.3.2 中断处理框架介绍 145 4.3.3 TI芯片中断处理相关实现详解 150 4.4 内存管理 168 4.4.1 内存管理的基本需求 168 4.4.2 内存管理框架介绍 169 4.4.3 TI芯片内存管理相关实现详解 196 4.5 直接存储器访问单元（DMA） 199 4.5.1 DMA使用和管理基本需求 199 4.5.2 DMA使用和管理框架介绍 200 4.5.3 TI芯片DMA使用和管理相关实现详解 207 4.6 时钟（clock） 228 4.6.1 clock管理基本需求 228 4.6.2 clock管理框架介绍 228 4.6.3 TI芯片clock管理相关实现详解 232 4.7 时间管理（Time） 255 4.7.1 时间管理基本需求 255 4.7.2 时间管理框架介绍 256 4.7.3 TI芯片时间管理相关实现详解 258 4.8 通用目的输入输出（GPIO） 262 4.8.1 GPIO管理基本需求 262 4.8.2 GPIO管理框架介绍 263 4.8.3 TI芯片GPIO管理相关实现详解 267 4.9 引脚复用（pinmux） 282 4.9.1 引脚复用的基本需求 282 4.9.2 引脚复用框架介绍 282 4.9.3 TI芯片引脚复用相关实现详解 283 4.10 小结 297 第5章 内核设备管理以及驱动基础框架 299 5.1 VFS及其与设备的关联 299 5.1.1 VFS框架 299 5.1.2 VFS与设备关联 310 5.2 Linux设备模型（Linux device model） 311 5.2.1 设备模型的需求及基本设计 311 5.2.2 总线（bus） 318 5.2.3 驱动（driver） 321 5.2.4 设备（devices） 324 5.2.5 功能类（class） 331 5.2.6 设备资源管理（device resource） 332 5.3 字符设备（char device） 333 5.3.1 字符设备的特点和需求 333 5.3.2 字符设备的核心数据结构及操作 334 5.3.3 字符设备子类型 340 5.4 块设备（block device） 341 5.4.1 块设备特点和需求 341 5.4.2 块设备核心数据结构及操作 342 5.4.3 块设备子类型 353 5.5 电源管理 354 5.5.1 电源管理特点和需求 354 5.5.2 电源管理核心框架介绍 355 5.6 内核提供的同步操作、异步事件与单独执行实体的服务 373 5.6.1 同步操作服务 373 5.6.2 异步事件 375 5.6.3 单独执行实体服务 382 5.7 内核提供的数据保护一致性操作服务 387 5.7.1 数据保护一致性操作服务的需求 387 5.7.2 各种数据保护一致性操作简介 387 5.8 小结 388 第6章 设备驱动之功能型驱动 389 6.1 输入设备（input） 389 6.1.1 输入设备需求 389 6.1.2 输入设备框架解析 389 6.1.3 输入设备应用层操作及框架适配 405 6.1.4 TI芯片输入设备相关实现详解 409 6.1.5 输入设备电源管理相关说明 414 6.2 帧缓冲（frame buffer） 417 6.2.1 帧缓冲设备需求 417 6.2.2 帧缓冲框架解析 418 6.2.3 帧缓冲应用层操作及框架适配 429 6.2.4 TI芯片帧缓冲驱动相关实现详解 435 6.2.5 帧缓冲驱动电源管理相关说明 450 6.3 音频设备（audioALSA） 454 6.3.1 音频设备需求 454 6.3.2 音频驱动框架解析 455 6.3.3 音频驱动应用层操作及框架适配 491 6.3.4 TI芯片音频驱动相关实现详解 500 6.3.5 音频驱动电源管理相关说明 522 6.4 视频驱动（V4L2） 532 6.4.1 视频驱动需求 532 6.4.2 视频驱动框架解析 532 6.4.3 视频驱动应用层操作及框架适配 561 6.4.4 TI芯片视频驱动相关实现详解 571 6.4.5 视频驱动电源管理相关说明 588 6.5 小结 591 第7章 设备驱动之总线型驱动 592 7.1 内部集成电路总线（IC） 592 7.1.1 IC总线驱动需求 592 7.1.2 IC总线驱动框架解析 593 7.1.3 TI芯片IC总线驱动相关实现详解 606 7.1.4 IC总线驱动电源管理相关说明 619 7.2 串行外设接口总线（SPI） 621 7.2.1 SPI总线驱动需求 621 7.2.2 SPI总线驱动框架解析 622 7.2.3 TI芯片SPI总线驱动相关实现详解 632 7.2.4 SPI总线驱动电源管理相关说明 643 7.3 多媒体卡（MMC） 644 7.3.1 MMC需求 644 7.3.2 MMC框架解析 646 7.3.3 TI芯片MMC相关实现详解 664 7.3.4 MMC电源管理相关说明 674 7.4 通用串行总线（USB） 676 7.4.1 USB总线驱动需求 676 7.4.2 USB总线驱动框架解析 678 7.4.3 TI芯片USB总线驱动相关实现详解 689 7.4.4 USB总线驱动电源管理相关说明 694 7.5 小结 696 第8章 设备驱动之SoC特殊驱动 697 8.1 SoC电源管理核心技术详解 697 8.1.1 SoC电源管理需求 697 8.1.2 TI芯片SoC电源管理相关实现详解 697 8.2 小结 706 参考文献 707