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第1章 引言1

1.1 为什么要从硬件设备的角度看Linux内核1

1.2 从了解硬件开始2

1.2.1 最小系统2

1.2.2 完整设备介绍3

1.2.3 电源管理相关基础5

1.3 从设备看内核应该满足的需求6

1.4 所涉及的重要概念6

1.5 小结8

第2章 TI应用处理器芯片及其内核特点9

2.1 DM 3730微处理器9

2.1.1 DM 3730微处理器框架10

2.1.2 DM 3730微处理器特性11

2.1.3 DM 3730微处理器电源管理相关设计12

2.2 DM 81XX系列微处理器20

2.2.1 DM 81XX系列微处理器框架20

2.2.2 DM 81XX系列微处理器特性23

2.2.3 DM 81XX系列微处理器电源管理相关设计24

2.3 Sitara系列芯片28

2.3.1 Sitara系列芯片框架29

2.3.2 Sitara系列芯片特性31

2.3.3 Sitara系列芯片电源管理相关设计31

2.4 TI处理器内核特殊代码结构33

2.5 小结38

第3章 Linux内核框架探究39

3.1 内核框架概述40

3.1.1 Linux内核的层次分析40

3.1.2 Linux内核模块间关联46

3.2 需求探究47

3.2.1 对内核核心的需求探究48

3.2.2 对设备管理的需求探究48

3.3 按需求的设备分类51

3.3.1 功能型设备55

3.3.2 总线型设备57

3.4 系统实现各种无关性的框架59

3.4.1 体系结构无关59

3.4.2 功能型设备的框架与总线无关62

3.4.3 总线控制器与总线设备的无关62

3.4.4 设备属性和设备操作无关64

3.4.5 策略和机制无关66

3.5 内核提供的基本服务和接口简介67

3.5.1 基本数据类型67

3.5.2 基本原子操作70

3.5.3 延时、调度、定时器相关71

3.5.4 锁操作72

3.5.5 抢占和屏障73

3.6 小结74

第4章 内核核心介绍及硬件的具体实现75

4.1 内核初始化75

4.1.1 内核初始化的基本需求75

4.1.2 内核初始化框架介绍76

4.1.3 TI芯片内核初始化相关实现详解77

4.2 地址映射121

4.2.1 地址映射的基本需求121

4.2.2 地址映射框架介绍122

4.2.3 TI芯片地址映射相关实现详解131

4.3 中断处理136

4.3.1 中断的基本需求137

4.3.2 中断处理框架介绍138

4.3.3 TI芯片中断处理相关实现详解143

4.4 内存管理161

4.4.1 内存管理的基本需求161

4.4.2 内存管理框架介绍162

4.4.3 TI芯片内存管理相关实现详解189

4.5 直接存储器访问单元（DMA）192

4.5.1 DMA使用和管理基本需求192

4.5.2 DMA使用和管理框架介绍193

4.5.3 TI芯片DMA使用和管理相关实现详解200

4.6 时钟（clock）221

4.6.1 clock管理基本需求221

4.6.2 clock管理框架介绍221

4.6.3 TI芯片clock管理相关实现详解225

4.7 时间管理（Time）248

4.7.1 时间管理基本需求248

4.7.2 时间管理框架介绍249

4.7.3 TI芯片时间管理相关实现详解251

4.8 通用目的输入输出（GPIO）255

4.8.1 GPIO管理基本需求255

4.8.2 GPIO管理框架介绍256

4.8.3 TI芯片GPIO管理相关实现详解260

4.9 引脚复用（pin mux）275

4.9.1 引脚复用的基本需求275

4.9.2 引脚复用框架介绍275

4.9.3 TI芯片引脚复用相关实现详解276

4.10 小结290

第5章 内核设备管理以及驱动基础框架292

5.1 VFS及其与设备的关联292

5.1.1 VFS框架292

5.1.2 VFS与设备关联303

5.2 Linux设备模型（Linux device model）304

5.2.1 设备模型的需求及基本设计304

5.2.2 总线（bus）311

5.2.3 驱动（driver）314

5.2.4 设备（devices）317

5.2.5 功能类（class）324

5.2.6 设备资源管理（device resource）325

5.3 字符设备（char device）326

5.3.1 字符设备的特点和需求326

5.3.2 字符设备的核心数据结构及操作327

5.3.3 字符设备子类型333

5.4 块设备（block device）334

5.4.1 块设备特点和需求334

5.4.2 块设备核心数据结构及操作335

5.4.3 块设备子类型346

5.5 电源管理347

5.5.1 电源管理特点和需求347

5.5.2 电源管理核心框架介绍348

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366

5.6.1 同步操作服务366

5.6.2 异步事件368

5.6.3 单独执行实体服务375

5.7 内核提供的数据保护一致性操作服务380

5.7.1 数据保护一致性操作服务的需求380

5.7.2 各种数据保护一致性操作简介380

5.8 小结381

第6章 设备驱动之功能型驱动382

6.1 输入设备（input）382

6.1.1 输入设备需求382

6.1.2 输入设备框架解析382

6.1.3 输入设备应用层操作及框架适配398

6.1.4 TI芯片输入设备相关实现详解402

6.1.5 输入设备电源管理相关说明407

6.2 帧缓冲（frame buffer）410

6.2.1 帧缓冲设备需求410

6.2.2 帧缓冲框架解析411

6.2.3 帧缓冲应用层操作及框架适配422

6.2.4 TI芯片帧缓冲驱动相关实现详解428

6.2.5 帧缓冲驱动电源管理相关说明443

6.3 音频设备（audio ALSA）447

6.3.1 音频设备需求447

6.3.2 音频驱动框架解析448

6.3.3 音频驱动应用层操作及框架适配484

6.3.4 TI芯片音频驱动相关实现详解493

6.3.5 音频驱动电源管理相关说明515

6.4 视频驱动（V4L2）525

6.4.1 视频驱动需求525

6.4.2 视频驱动框架解析525

6.4.3 视频驱动应用层操作及框架适配554

6.4.4 TI芯片视频驱动相关实现详解564

6.4.5 视频驱动电源管理相关说明581

6.5 小结584

第7章 设备驱动之总线型驱动585

7.1 内部集成电路总线（I2C）585

7.1.1 I2C总线驱动需求585

7.1.2 I2C总线驱动框架解析586

7.1.3 TI芯片I2C总线驱动相关实现详解599

7.1.4 I2C总线驱动电源管理相关说明612

7.2 串行外设接口总线（SPI）614

7.2.1 SPI总线驱动需求614

7.2.2 SPI总线驱动框架解析615

7.2.3 TI芯片SPI总线驱动相关实现详解625

7.2.4 SPI总线驱动电源管理相关说明636

7.3 多媒体卡（MMC）637

7.3.1 MMC需求637

7.3.2 MMC框架解析639

7.3.3 TI芯片MMC相关实现详解657

7.3.4 MMC电源管理相关说明667

7.4 通用串行总线（USB）669

7.4.1 USB总线驱动需求669

7.4.2 USB总线驱动框架解析671

7.4.3 TI芯片USB总线驱动相关实现详解682

7.4.4 USB总线驱动电源管理相关说明687

7.5 小结689

第8章 设备驱动之SoC特殊驱动690

8.1 SoC电源管理核心技术详解690

8.1.1 SoC电源管理需求690

8.1.2 TTI芯片SoC电源管理相关实现详解690

8.2 小结699

参考文献700