linux 内核驱动学习建议

 

- 第一部分 基础部分 ----- --------- --------- --------- ---- ----

一、Linux系统基础 (3天)

       

        教学目标： 能比较熟练的安装、操作Linux系统, 并能配置开发环境与常用服务.

 

           1. Linux 基 础

             . 系统安装

                 . 帮助系统

                 . 文件管理

                 . 用户组

                 . 文本处理与编辑

 

          2. Linux 常用命令

            . 查找

            . 压缩 

            . 输入/出重定向

            . 管道 

            . 启动脚本

            . 软件安装

            . x-window

    

    3. Linux 网络配置

             . TCP/IP 简介

             . 网卡配置

             . DNS 配置

             . nfs

             . ssh

 

二、shell程序设计（2天）

 

        教学目标： 能用Shell处理简单的批量化工作

 

          1. Bash Shell 初步

            . 变量

            . 运算符

            . 流程控制

            . 环境变量

 

          2 . Bash Shell 进阶

            . 文件操作

            . 函数

            . 输入输出

 

三、C语言程序设计 （10天）

 

        教学目标: 能设计普通的应用程序

        案例教学:  a、指法程序

                                 b、汉诺塔游戏

 

           1. C 语言基础

                 .  C 语言的特点

                 .  数据类型

                 .  运算符

                 .  表达式

                 .  关系运算符

                 .  if 语句

                 . switch 语句

        . 循 环语句

 

   2. 函 数

                . 函数的声明和定义

                . 形参与实参

                . 递归   .

 

   3. 数 组

                . 数组的定义

                . 整型数组

                . 字符数组

                . 字符串

                . 数组名的意义

                . 多维数组

 

            4. 指针

                 . 指针的定义

                 .  指针运算符

                 . 指针的加减

                 . 动态内存分配

                 . 堆与栈

 

    5 . 数组指针

        . 指针数组   

        . 数组指针

 

    6. 预编译与VT控制码

              . 声明与头文件

                  . 静态链接库

                  . 动态链接库

                  . ANSI VT 控制码

 

     7. 组合数据类型

          . 结构体

         . 结构体指针 

         . 枚举

         . 共用体 (联合)

 

     8. 指 针高级应用

          . 二级指针

                   . 三级指针

                   . 多级指针

                   . 函数指针

                   . C 语言与面向对象

 

            9. 文件操作

              . 标准I/O (fopen)

    

   10 . 辅助开发工具

         . Makefile 的 编写

         . GDB 的使用

         . CVS 与配置管理

 

四、数据结构  (7 天)

          

        教学目标 ： 熟悉常用的数据结构与算法

       教学案例：

 

           1. 成 绩管理系统

 

           2. 计算器

 

           3. 电子词典

 

           4. 文件压缩器

 

            1. 单向链表  

                  . 链表的创建

                  . 链表的遍历 

                  . 结点的添加、删除

                  . 基于函数指针的查找

 

            2 . Linux内核链表

                  . 双向链表

                  . Linux 内核链表的创建

                  . List 结构的作用

                  . 有头与无头链表

 

     3 . 排序及查找

         . 冒泡排序

        . 快速排序

        . 选择排序

        . 查入排序

 

            4 . Hash表

                   . Hash 算法

                   . Hash 表的创建

                   . 遍历

 

     5. 队列和堆栈

          . 数组存储

                   . 链式存储

 

     6 . 树与二叉树

          . 数组存储

                   . 链式存储

                   . 权值的概念

                   . Huffman 树

                   . Huffman 编码

 

            7 . 广义表

                   . 组合链表的应用

                   . 广义表

 

 

----------- --------- --------- ------ --- - - 第二部分 高级部分 ----- --------- --------- --------- ------ ---

  

一、C++程序设计（3天）

        教学目标： 能够利用C++的特性编写各种数据结构算法

 教学案例：

         1. 成绩管理系统(STL实现)

         2 . 模板库的实现(MyTL)

 

             1 . C++基础

                   . 面向对象思想

                   . C 语言的面向对象

                   . C++ 的类

                   . C 语言与C++面向对象实现方式的对比

                   . 友元

                   . 构造, 拷贝构造函数

                   . C++ 的编译原理, 与C、汇编的互相调用

 

            2 . 高级特性

                  . 继承

                  . 多重继承

                  . 虚函数与纯虚类

                  . 操作符重载

                   . 命名空间

                  . 静态函数

 

            3 . 泛型技术

                   . 模板函数

                   . 模板类

                   . STL 的使用

                   . STL 的实现

  

            4. 项目实践（5 天）：

              . 俄罗斯方块

               注：用VT控制码 结合数据结构的知识来实现。

 

二：linux系统程序设计（7天）

       教学目标: 熟悉应用各种系统调用

 

       教学案例:

 

                              1. 串口监听程序

                              2. 图片浏览器

                              3. MP3播放器

 

            1. 系统I/O

                   . 文件操作

                   . 终端

                   . 规范及非规范模式

                   . select 与poll

                   . mmap

 

            2. 进程

                  . 进程的创建

                  . 进程地址空间

                  . 进程的控制终端

                  . 僵尸进程

                  . 孤儿进程

 

            3. 进程组与信号

                   . 进程组

                   . 会话的建立

                   . 守护进程

                   . 常见的系统信号

                   . 信号的注册

                   . 信号处 理

 

            4 . 进程间通信

                   . FIFO

                   . PIPE

                   . 共享内存

                   . 信号灯

                   . 消息队 列

 

            5 . 线程

                   . 线程的创建

                   . 线程的属性

                   . 取消状态与取消点

                   . 线程的退出及状态检测

                   . pthread_mutex

                   . pthread_cond

 

            6 . 图形程序设计

                   . Frame Buffer 的操作

                   . 位图原理与显示

                   . 矢量图形操作的实现  

                   . Freetype 操作与矢量文字的显示

                   . Xlib/QT/GTK 简介

 

            7. 音频处理与事件获取

             . 音频原理

             . OSS 音频程序设计

             . 键盘事件获取

             . 鼠标事件获取

             . Unicode 字符 获取

 

七、嵌入式网络程序设计 （3天）

       教学目标: 熟悉TCP/IP, 熟悉一般的网络服务器程序

教学案例:

                     1 . 聊天程序

                     2 . ftp程序

                     3 . 音频广播程序

                     4 . ping的实现

                     5 . DDos攻击程序

                     6 . ARP攻击程序   

 

            1 . TCP程序设计

      

            2 . 网络程序进阶

                    . UDP 传输

                    . 广播程序设计

                    . 多播程序设计 

 

            3 . 网络攻击

             . 原始套接口程序设计

             . DDos 攻击原理

             . ARP 攻击原理

 

            4. 项目实践（5 天）：网络视频播放系统

 

                      利用所学的网络、图 形、声频知识构建一个完整的网络点播系统，核心解码部分

                      可用MPlayer 的相关部分。

      

八、ARM嵌 入式开发 （15 天）

        教学目标： 熟悉ARM微处理结构、指令和常用外围器件

      教学案例： （裸板驱动）

                               1. ARM 模拟器开发

                                 2. Watchdog 控制程序

                                 3. RTC 时钟控 制程序

               4. Uart 控制程序

               5. LCD 控制程序

               6. 触摸屏控制程序

                                 7. DMA 控制程序

               8. 音频控制程序

 

               9. 网卡控制程序

 

               10. 文件系统制作

                  11. ARM-Linux 移植

 

            1 . 嵌 入式系统移植 

                   . 仿真器的使用

                   . Bootloader 的烧写

                   . 内核的烧写

                   . 根文件系统的制作

                   . 文件系统的烧写

                   . NFS 文件系统

                   . 开发板串口通信

 

            2 . ARM体系结构

                   . IP 核、芯片与开发板

                   . 处理器结构

                   . 处理器模式

                   . 寄存器

                   . 流水线结构

                   . C 语言内嵌汇编格式

 

             3 . ARM指令系统

               . 算术逻辑指令

               . 指令对状态寄存器的影响

               . 比较分支指令

               . 数据总线与地址总线

               . 内存访问指令

               . 指令位图

               . 识别机器指令

 

             4 . ARM过程调用标准

               . LDM/STM

                    . 反汇编

                    . APCS

                    . C 语言函数与汇编的互相调用

 

             5 . ARM 汇编与GPIO

                    . AT&T 汇编语法详解

                    . gas 工具的使用

                    . label 标签的作用

                    . 数据与代码的分布

                    . 链接脚本ld-script

                    . 的外围器件结构

                    . GPIO 操作

 

             6. 时钟与UART 

                    . 总线标准

                    . 频率分配与设置

                    . Watchdog 计时操作

                    . RTC 时钟操作

                    . UART 操作

 

              7. ARM中断体系

                    .   异常向量表

                    . ARM 模式切换

                    . ARM 中断控制器

                    . 软中断

                    . Linux 系统调用的实现

 

            8 . Nand Flash

                   . Flash 原理

                   . Nand 控制器原理

                   . 时序分析

 

            9. SDRAM

                   . 物理地址分布

                   . SDRAM 原理与时序

                   . 内存控制器的物理连接

                   . 地址对齐

                   . SRAM 访问

                   . 软中断

                   . Linux 系统调用的实现

 

          10 . 内存管理单元(MMU)

              . MMU 的原理

                   . ARM 协处理器指令

                   . section 模式

                   . small page 模式

                   . I & D TLBs

                   . I & D Cache

                   . 哈佛结构的原理与实现

 

          11 . 触摸屏与ADC

                   . ADC 原理

                   . 触摸屏接口与控制

 

          12 . LCD 

                   . 图形显示原理

                   . LCD 控制器

                   . LCD 时序

 

          13. 音频与DMA

                   . 音频硬件原理

                   . UDA1341

                   . L3 总线

                   . 音频总线时序

                   . DMA 原理与应用

 

          14. 网卡

                   . 逻辑链路层与MAC层

                   . CS8900 原理与时序分析

 

          15. Bootloader开发

                   . u-boot 的配置、编译

                   . u-boot 启动过程分析

                   . ARM-Linux 的启动要求

                   . ARM-Linux kernel 的ld-sript分析

                   . u-boot 到ARM-Linux的跳转代码分析

 

          16. 项目实践 (5天)：Bootloader开发

                     完全自主开发一个能 够引导Linux的Bootloader,需具备tftp、nand烧写等功能。

 

九、 Linux设备驱动程序 (15天)

 

        教学目标： 熟悉内核的裁剪、移植及设备驱动开发

 

        教学案例： （内核驱动）

                                 . GPIO驱动

                                 . RTC时钟驱动

                               . WatchDog 驱动

                                 . Udev移植

                                 .  DMA驱动

                                 . Nand Flash块设备驱动

                                 . LCD显示设备驱动

                                 . 触摸屏输入设备驱动

                                 . 网络设备驱动

                                 . 音频设备驱动

 

            1 . ARM-Linux启动过程

                   . ARM-Linux 的配置、编译

                   . ARM-Linux 启动代码分析

                   . ARM-Linux 地址映射;

                   . Busybox 的配置、编译

 

            2 . 内核配置与内核模块

               . 内核配置编译

               . 补丁的制作

               . 内核补丁

               . 内核 Makefile

               . Kconfig 的编 写

               . 模块的编译与加载

               . 导出符号

               . 引用计数

               . 内核空间与用户空间 的区别

               . printk

               . 模块参数

 

          3 . 设备驱动初步

            . Linux 的VFS 简介

            . 设备文件与设备 号  

            . 字符设备

            . cdev 结构

            . 用户空间的操作与设 备操作关系

            . open 、 release、read、write、lseek、ioctl等

 

           4 . 进程调度

              . 定时器中断

              . task_struct 的作用

              . thread_info

              . 抢占与非抢占

              . 进程睡眠

              . 等待队列

              . 阻塞I/O与非阻塞 I/O

              . select/poll

        

           5 . 并发控制

              . 原子操作

              . 自旋锁   

              . 禁用抢占

              . 中断屏蔽

              . 信号量

              . completion

 

           6 . 内存管理

              . 虚拟地址空间与 MMU 

              . 内核页管理机制

              . 内核内存分配

              . 高端内 存

              . vmalloc

              . 统一编 址与独立编址

              . I/O 端 口与I/O内存

              . I/O 静 态映射

              . mmap

 

           7 . 内核计时

              . 内核计时 jiffies

              . timer

              . tasklet

              . work_struct

              . Linux 信号

              . fasync 的实现

              . RTC 时钟驱动

 

          8 . 中断系统

             . 中断机制

                 . 异常向表相关代码分析

                 . 中断号的确定

                 . 上半部与下半部

                 . 中断共享

 

          9 . 设备驱动模型

            . kobject 、kset、class、 subsystem与sysfs的原理和关系

                . udev 的原理与移植

                . bus_type

                . device 与device_driver原理

                . platform_device 的应用

 

           10 . 触摸屏驱动

               . ARM-Linux Input 设备详解

                    . 触摸屏控制

  

           11. LCD驱动

               . Frame Buffer 驱动详解

                    . LCD 控制

 

         12 . 音频设备驱动

                    . OSS 驱动详解

               . I2S 控制

        

           13 . 块设备驱动

               . 块设备的注册

                    . 块设备的I/O的特点

                    . I/O 请求

    

           14 . 网卡驱动

                    . 设备注册

                    . 驱动层数据收发

                    . 地址解析

 

           15 . ARM-Linux裁剪与移植

                     . 新版内核移植

                     . 驱动整合