Linux-Treiber entwickeln - Eine systematische Einführung in die Gerätetreiber- und Kernelprogrammierung - jetzt auch für Raspberry Pi
von: Jürgen Quade, Eva-Katharina Kunst
dpunkt, 2015
ISBN: 9783864917561
Sprache: Deutsch
688 Seiten, Download: 23210 KB
Format: EPUB, PDF, auch als Online-Lesen
geeignet für:
Typ: A (einfacher Zugriff)
Mehr zum Inhalt
Linux-Treiber entwickeln - Eine systematische Einführung in die Gerätetreiber- und Kernelprogrammierung - jetzt auch für Raspberry Pi
| Einleitung | 11 | ||
| Theorie ist notwendig | 19 | ||
| Betriebssystemarchitektur | 19 | ||
| Komponenten des Kernels | 20 | ||
| Sonstige Betriebssystemkomponenten | 33 | ||
| Abarbeitungskontext und Unterbrechungsmodell | 34 | ||
| Quellensuche | 37 | ||
| Kernelcode-Entwicklung in der Praxis | 41 | ||
| Auf der Kommandoebene entwickeln | 42 | ||
| Fehler finden | 52 | ||
| Techniken der Kernelprogrammierung | 62 | ||
| Coding Style: Kernelcode lesen und Kernelcodeschreiben | 62 | ||
| Kernelcode kodieren | 64 | ||
| Objektbasierte Programmierung und Entwurfsmuster im Kernel | 66 | ||
| Hilfsfunktionen | 70 | ||
| Cross-Development | 72 | ||
| Nicht vergessen: Auswahl einer geeigneten Lizenz | 74 | ||
| GPL und LGPL | 75 | ||
| MPL und BSD | 76 | ||
| Treiber aus Sicht der Applikation | 79 | ||
| Die Programmierschnittstelle der Applikation | 79 | ||
| Zugriffsmodi | 84 | ||
| Einfache Treiber | 89 | ||
| Bevor es losgeht … | 90 | ||
| Cross-Kompilierung | 92 | ||
| Den Kernel erweitern | 93 | ||
| Kernelmodule | 93 | ||
| Vom Modul zum Treiber | 98 | ||
| Einfaches Treibertemplate | 101 | ||
| Die Treibereinsprungspunkte | 105 | ||
| driver_open: die Zugriffskontrolle | 108 | ||
| Aufräumen in driver_close | 111 | ||
| Lesezugriffe im Treiber | 111 | ||
| Schreibzugriffe im Treiber | 121 | ||
| Die Universalschnittstelle IO-Control | 123 | ||
| Wenn Applikationen mehrere Ein-/Ausgabekanäleüberwachen | 127 | ||
| Daten zwischen Kernel- und Userspace transferieren | 130 | ||
| Hardware anbinden | 134 | ||
| Datentypen und Datenablage | 135 | ||
| Ressourcenmanagement | 136 | ||
| Direkter Hardwarezugriff | 145 | ||
| Hardware erkennen | 150 | ||
| Device Tree | 154 | ||
| PCI | 160 | ||
| Treiberinstanzen | 173 | ||
| Treibertemplate: Basis für Eigenentwicklungen | 175 | ||
| Fortgeschrittene Kernelcode-Entwicklung | 181 | ||
| Zunächst die Übersicht | 182 | ||
| Interrupts | 183 | ||
| Interruptverarbeitung klassisch | 183 | ||
| Threaded Interrupts | 187 | ||
| Interrupts, testen mit dem Raspberry Pi | 191 | ||
| Softirqs | 199 | ||
| Tasklets | 200 | ||
| Timer-Funktionen | 203 | ||
| High Resolution Timer | 207 | ||
| Tasklet auf Basis des High Resolution Timers | 210 | ||
| Kernel-Threads | 211 | ||
| kthread-Daemon | 213 | ||
| Workqueues | 216 | ||
| Event-Workqueue | 221 | ||
| Kritische Abschnitte sichern | 222 | ||
| Atomare Operationen | 223 | ||
| Mutex und Semaphor | 229 | ||
| Spinlocks | 240 | ||
| Sequencelocks | 247 | ||
| Interruptsperre und Kernel-Lock | 250 | ||
| Synchronisiert warten | 251 | ||
| Memory Barriers | 254 | ||
| Per-CPU-Variablen | 256 | ||
| Fallstricke | 256 | ||
| Vom Umgang mit Zeiten | 258 | ||
| Relativ- und Absolutzeiten | 258 | ||
| Zeitverzögerungen | 264 | ||
| Dynamischen Speicher effizient verwalten | 267 | ||
| Buddy-System | 268 | ||
| Objekt-Caching | 270 | ||
| Große Speicherbereiche reservieren | 275 | ||
| Speicher pro Prozessorkern | 276 | ||
| Systemaspekte | 281 | ||
| Proc-Filesystem | 282 | ||
| Schreibzugriffe unterstützen | 287 | ||
| Sequencefiles | 290 | ||
| Das Gerätemodell | 295 | ||
| Implementierungstechnische Grundlagen | 299 | ||
| Gerätedateien automatisiert anlegen lassen | 300 | ||
| Treiber anmelden | 302 | ||
| Geräte anmelden | 304 | ||
| Attributdateien erstellen | 310 | ||
| Eigene Geräteklassen erstellen | 314 | ||
| Neue Bussysteme anlegen | 315 | ||
| Green Computing | 316 | ||
| Firmware-Interface | 328 | ||
| Treiber parametrieren | 334 | ||
| Systemintegration | 339 | ||
| Modutils | 341 | ||
| Hotplug | 344 | ||
| Module beim Booten laden | 345 | ||
| Kernel Build System | 345 | ||
| Treiberquellen als integrative Erweiterung der Kernelquellen | 346 | ||
| Modultreiber außerhalb der Kernelquellen | 350 | ||
| Module automatisiert generieren (DKMS) | 352 | ||
| Intermodul-Kommunikation | 357 | ||
| Realzeitaspekte | 362 | ||
| Sonstige Treibersubsysteme | 367 | ||
| GPIO-Subsystem | 367 | ||
| I2C-Subsystem | 372 | ||
| Serial Peripheral Interface (SPI) | 380 | ||
| USB-Subsystem | 388 | ||
| USB programmtechnisch betrachtet | 389 | ||
| Den Treiber beim USB-Subsystem registrieren | 393 | ||
| Die Geräteinitialisierung und die -deinitialisierung | 395 | ||
| Auf das USB-Gerät zugreifen | 397 | ||
| Netzwerk-Subsystem | 403 | ||
| Datenaustausch zur Kommunikation | 404 | ||
| Netzwerktreiber initialisieren | 406 | ||
| Netzwerktreiber deinitialisieren | 407 | ||
| Start und Stopp des Treibers | 407 | ||
| Senden und Empfangen | 408 | ||
| Blockorientierte Gerätetreiber | 413 | ||
| Bevor es richtig losgeht … | 416 | ||
| Daten kerneloptimiert transferieren | 418 | ||
| Grundlegendes zu BIO-Blöcken | 424 | ||
| Treiberoptimierter Datentransfer | 428 | ||
| Crypto-Subsystem | 430 | ||
| Kleines Einmaleins der Kryptografie | 430 | ||
| Dienste in der Übersicht | 433 | ||
| Eigene Algorithmen einbinden | 444 | ||
| Über das Schreiben eines guten, performanten Treibers | 451 | ||
| Konzeption | 451 | ||
| Keine halben Sachen … | 452 | ||
| Intuitive Nutzung durch Struktur | 453 | ||
| Sicher muss es sein | 454 | ||
| Funktional muss es sein | 455 | ||
| Realisierung | 455 | ||
| Sicherheitsgerichtetes Programmieren | 455 | ||
| Mit Stil programmieren | 456 | ||
| 32 Bit und mehr: Portierbarer Code | 461 | ||
| Zeitverhalten | 466 | ||
| Anhang | 471 | ||
| Kernel generieren und installieren | 473 | ||
| Nativ kompilieren: PC-Plattform | 475 | ||
| Nativ kompilieren: Raspberry Pi | 479 | ||
| Cross-Kompilieren: PC als Host, Raspberry Pi als Target | 480 | ||
| Makros und Funktionen des Kernels kurz gefasst | 485 | ||
| Literaturverzeichnis | 669 | ||
| Index | 671 | ||
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