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RSS订阅原创 字符设备驱动读写操作实现
本文介绍了Linux字符设备驱动中读写操作的实现方法。主要包括：1) read函数通过copy_to_user将内核数据拷贝到用户空间；2) write函数通过copy_from_user将用户数据写入内核；3) 使用put_user/get_user处理简单数据类型；4) 通过struct mychar_dev封装设备信息避免全局变量。文中给出了完整的代码实现，包括设备初始化、文件操作结构体定义、以及读写函数的具体实现逻辑。重点说明了如何管理缓冲区位置指针和剩余空间，以及错误处理机制。
2025-11-27 10:44:19
518
原创 注册字符设备
本文介绍了Linux字符设备驱动的开发流程。主要内容包括：1）定义字符设备结构体struct cdev及其关键成员；2）实现文件操作接口struct file_operations；3）设备注册流程（申请设备号、初始化cdev、添加设备）；4）验证步骤（创建设备节点、测试应用）；5）提供示例代码mychar.c和testmychar_app.c。重点阐述了mydev（设备身份）与myops（操作手册）的关系，强调二者缺一不可，并详细解释了内核通过"三道锁"（设备号注册、操作绑定、设备添加
2025-11-24 21:21:39
766
原创 设备分类、设备号申请与注销
本文介绍了Linux设备管理的关键概念。Linux将设备分为字符设备（按字节流访问）、块设备（按数据块访问）和网络设备三类。设备号（32位）由主设备号（标识驱动类型）和次设备号（标识具体设备）组成，可通过MKDEV/MAJOR/MINOR宏操作。用户空间使用mknod命令或系统调用创建设备文件。内核提供了register_chrdev_region（静态分配）和alloc_chrdev_region（动态分配）两种设备号申请方式，以及unregister_chrdev_region释放接口。这些机制构成了L
2025-11-23 21:58:28
287
原创 内核与用户空间
本文摘要： 文章首先介绍了操作系统内存管理的核心概念，包括虚拟地址空间的划分（用户空间与内核空间）及其映射机制。其次详细分析了计算机系统中的执行流分类，区分了任务流和异常流的不同特性。然后对比了内核模块编程与应用程序编程的关键差异，包括API来源、运行空间、权限、编译方式等方面的不同。最后提供了内核接口头文件的查询方法。全文系统性地阐述了操作系统底层原理和内核开发的基本概念，为理解系统级编程提供了理论基础。
2025-11-12 12:35:45
331
原创 内核模块参数与依赖
内核模块传参与依赖管理摘要 模块参数传递： 使用module_param和module_param_array定义模块参数，支持多种数据类型 参数可通过insmod命令传递，权限通过perm参数设置 MODULE_PARM_DESC宏用于添加参数描述 模块依赖关系： 导出符号(函数/变量)使用EXPORT_SYMBOL宏 依赖模块需按顺序编译和加载(先导出者，先加载) 跨目录模块需共享Module.symvers文件 符号表位于/proc/kallsyms和/boot/System.map，可通过nm命令查
2025-11-12 12:16:34
246
原创 内核模块
本文解析了Linux内核模块的基础知识。内核模块是Linux内核的动态扩展机制，能够在不重启系统的情况下加载/卸载代码。文章详细介绍了内核模块的三大要素：入口函数(__init)、出口函数(__exit)和许可证声明(MODULE_LICENSE)。同时说明了模块开发中的关键技术点：使用printk替代printf、多文件编译方法以及模块信息宏(MODULE_AUTHOR等)。内核模块既提升了系统扩展性，又面临稳定性挑战，必须遵循GPL协议开发。
2025-11-12 11:00:07
535
原创 内核模块——编译方法（同目录、不同目录）
本文介绍了Linux内核模块开发的基本方法：1.动态加载方式通过编译独立.ko模块文件实现新功能扩展，分为内核源码同目录和不同目录两种编译方式；2.详细说明了主机Ubuntu和开发板环境下.ko模块的加载(insmod)、查看(lsmod)、卸载(rmmod)操作流程；3.强调模块名与.ko文件的区别，并解释了不同平台(ARM/x86)的编译注意事项。内核模块开发实现了内核功能的动态扩展与卸载。
2025-11-11 23:41:33
890
原创 静态加载法
摘要：本文介绍了Linux内核新功能的静态加载方法。关键步骤包括：1)将新功能源码(myhello.c)放入内核目录；2)配置Kconfig文件添加tristate选项；3)修改Makefile添加编译规则；4)通过makemenuconfig选择新功能为<*>编译进内核；5)生成uImage并测试。该方法通过Kconfig-Makefile联动机制，将新功能代码与内核一起编译到uImage中，启动后可通过printk输出验证功能是否生效。
2025-11-11 23:24:02
407
原创 交叉编译工具链
摘要：本文介绍了交叉编译的基本原理和开发板启动过程。机器码和汇编语言不可移植，而C语言通过编译器可生成不同架构的代码。推荐使用BSP板级开发包获取交叉编译工具链，包含ARM架构库和编译工具（gcc、readelf等）。ELF是Linux标准二进制格式，包含多段信息；BIN文件仅含CPU可执行指令。常用交叉编译工具包括size查看段大小、nm列出符号表、strip删除符号、objdump反汇编和objcopy格式转换，后者可将ELF转为纯二进制BIN文件。这些工具对嵌入式开发至关重要。
2025-10-29 15:31:16
865
原创 地址映射表
硬件控制原理：CPU通过地址映射间接控制硬件，各硬件控制器寄存器被映射到CPU地址空间，使CPU能像访问内存一样读写这些寄存器。处理器的地址映射表将Flash、RAM和寄存器等存储设备分配到不同地址段，实现对各硬件的访问与控制。SOC系统中，CPU通过这种地址映射机制实现对寄存器的操作，从而间接控制外部硬件。
2025-09-14 16:54:35
250
原创 状态寄存器传送指令
本文介绍了ARM汇编中的符号分类、指令类型及栈操作原理。汇编符号分为指令、伪指令和伪操作三类；ARM指令包括数据处理、跳转、内存访问等6种类型。重点讲解了栈的四种类型（FD/FA/ED/EA），其中ARM采用满减栈（FD）。通过叶子函数和非叶子函数的调用示例，说明栈操作规则：叶子函数不保存LR寄存器，非叶子函数必须压栈保护LR。文中提供了STMFD/LDMFD指令模板和"编号升序压，降序出"的速记口诀，并给出实际代码演示栈保护现场和恢复现场的过程。
2025-09-14 16:49:56
560
原创 ARM Load/Srore指令
汇编中的符号@ 1.指令： 能够编译生成一条32位的机器码，且能被CPU识别和执行@ 2.伪指令：本身不是指令，编译器可以将其替换成若干条等效指令@ 3.伪操作：不会生成代码，只是在编译之前告诉编译器怎么编译@ ARM指令@ 1.数据处理指令： 数学运算、逻辑运算@ 2.跳转指令： 实现程序的跳转，本质就是修改了PC寄存器@ 3.Load/Srore指令： 访问（读写）内存。
2025-09-14 15:29:39
570
原创 ARM跳转指令
本文总结了ARM汇编中的跳转指令及其应用。主要内容包括：1) 跳转指令的三种实现方式（直接修改PC、无返回跳转、带返回跳转）；2) 条件跳转指令及其执行逻辑（BEQ/BNE/BGT等）；3) 条件执行指令的特性；4) 通过比较指令实现if-else逻辑的汇编模板。文章还提供了具体的代码示例，包括如何用汇编实现数值比较和条件分支等常见编程结构，特别演示了通过减法循环实现两数比较的过程。这些内容系统介绍了ARM架构下程序流程控制的核心机制。
2025-09-14 15:05:14
482
原创 数据处理指令
汇编中的符号@ 1.指令： 能够编译生成一条32位的机器码，且能被CPU识别和执行@ 2.伪指令：本身不是指令，编译器可以将其替换成若干条等效指令@ 3.伪操作：不会生成代码，只是在编译之前告诉编译器怎么编译@ ARM指令@ 1.数据处理指令： 数学运算、逻辑运算@ 2.跳转指令： 实现程序的跳转，本质就是修改了PC寄存器@ 3.Load/Srore指令： 访问（读写）内存。
2025-09-14 14:52:08
543
原创 ARM异常处理
本文介绍了ARM处理器的异常处理机制。异常是指处理器在执行程序时遇到的不正常事件，需要暂停当前程序进行处理后再返回。ARM的异常源包括FIQ、IRQ、复位等7种类型，处理器会切换到对应的5种异常模式。异常响应时自动完成状态寄存器备份、模式切换和返回地址保存等操作。异常向量表存储跳转指令指向处理程序入口。异常返回需手动恢复状态寄存器和程序计数器。多个异常同时发生时按优先级顺序处理，其中FIQ响应最快，具有专用寄存器和更高优先级。整个机制确保异常事件能高效处理并恢复原程序执行。
2025-09-12 15:39:19
734
原创 ARM架构与计算机硬件基础全解析
本文系统介绍了计算机硬件基础和ARM体系结构理论。在计算机硬件部分，阐述了操作系统分层架构（应用开发与底层开发）、计算机组成（输入输出设备、存储器、CPU等）、多级存储结构（Cache/主存/辅存）及CPU工作原理（取指-译码-执行）。在ARM体系部分，重点讲解了RISC处理器特性、ARM指令集（32位ARM指令与16位Thumb指令）、存储模型（数据类型与字节序）、8种工作模式（User/FIQ/IRQ等）及其权限分类，以及37个ARM寄存器（31个通用寄存器和6个状态寄存器）的组织结构，包括PC、LR、
2025-09-10 20:31:15
1006
原创 select/poll/epoll 全对比
本文对比了select、poll和epoll三种I/O多路复用机制。select使用位图方式，存在1024个fd的上限；poll采用数组结构，突破了select的fd限制；epoll通过红黑树和就绪链表实现了高性能事件驱动。在时间复杂度上，select和poll都是O(n)，而epoll为O(1)。触发模式方面，select和poll仅支持水平触发，epoll还支持边缘触发。选择建议：少量连接优先考虑select/poll，高并发场景应使用epoll，其中LT模式通用，ET模式适合追求极限性能。epoll是
2025-09-10 10:12:32
692
原创 多路复用----＞(epoll)
fd: 服务器监听套接字epfd: epoll 实例的文件描述符newfd: 客户端连接的套接字events[]: epoll 返回的事件数组addr: 客户端地址信息结构体这次事件是哪个 fd 触发的？是监听套接字，还是某个客户端？在 poll 中，fds[0]永远是监听套接字，客户端 fd 不会覆盖它；比较就是判断这次事件是不是监听套接字触发。
2025-09-10 09:59:39
785
原创 多路复用---＞(select ) 2
fd_set;通常是1024，表示最多可以监视 1024 个文件描述符。fd_set本质上是一个位图（bitmask），每一位对应一个文件描述符。比如第 5 位为 1，表示文件描述符 5 被加入集合。这是一个非常关键的细节，涉及到select的工作方式nfds是最大的文件描述符加 1，因为select()会遍历 [0, nfds) 范围内的所有整数，检查它们是否在fd_set中被置位。如果你用epoll，就不需要手动传这个值了，因为它是事件驱动而不是轮询。
2025-09-10 09:32:31
507
原创 多路复用---＞(select)
这段循环写成i++)只是因为select的接口限制，不得不线性扫描；当并发量上去后，应改用epoll等现代事件通知机制，才能从根本上避免浪费。不会。accept()返回的新描述符一定 ≥ 当前已打开的最大描述符 + 1，这是 POSIX 的规定：也就是说内核总是**挑最小的“空闲号”**发给你。只要监听套接字fd自己还占着那个号码，后面所有accept()得到的newfd必然落在fd+1 …区间里，绝不会倒回去填充比fd小的空洞。因此++i)
2025-09-10 09:28:14
579
原创 多路复用---＞(poll)
这条if只有在“监听 socket 上有新连接请求”时才会成立，不是每次都能运行成功。数组前移导致“下一个元素”落到了当前下标位置；如果不回退i，这个元素就会被跳过。因此必须i--。
2025-09-10 09:02:57
764
原创 四种IO模型
IO（输入/输出）是计算机与外部设备交换数据的过程，包括从设备读取数据到内存（输入）或将内存数据写入设备（输出）。Linux系统中，进程通过系统调用请求内核完成IO操作，内核会为每个IO设备维护缓冲区。网络IO包含两个阶段：数据从网卡到内核缓冲区，再从内核复制到用户空间。IO模型分为同步（阻塞、非阻塞、多路复用、信号驱动）和异步两类。多路复用（如epoll）是高性能服务器的核心，而异步IO则通过回调机制实现真正的非阻塞。不同模型在资源占用、响应速度等方面各有优劣。
2025-08-24 15:05:28
929
原创 IP协议与ethernet协议
IP协议是互联网通信的基础，它通过路由器实现网络互联，使不同网络的主机能够透明通信。IP数据报首部包含多个关键字段：版本、首部长度、区分服务、总长度等。其中标识、标志和片偏移三个字段专门用于数据包分片处理：标识字段(16位)标记同一数据包的所有分片；标志字段(3位)控制分片行为，包含DF(禁止分片)和MF(更多分片)标记；片偏移字段(13位)指示分片在原始数据包中的位置(以8字节为单位)。当数据包超过路径上的MTU(如以太网1500字节)时，路由器会根据这些字段进行分片传输，确保大数据包能通过较小MTU的网
2025-08-24 09:49:58
758
原创 TCP连接与UDP协议
摘要：TCP通过三次握手（SYN→SYN-ACK→ACK）建立可靠连接，四次挥手（FIN→ACK→FIN→ACK）安全释放连接，确保数据传输完整性。UDP提供无连接服务，面向报文传输，具有首部开销小、无拥塞控制等特点，适合实时应用但不可靠。两者对比：TCP强调可靠连接管理，UDP侧重高效简单传输。
2025-08-24 09:05:16
946
原创 TCP是如何实现可靠传输的
TCP是面向连接的可靠传输协议，具有点对点通信、全双工和面向字节流的特点。它通过确认机制、超时重传和滑动窗口实现可靠性：发送方等待ACK确认，超时未收到则重传；接收方使用累积确认机制。TCP报文首部包含源/目的端口、序号、确认号、控制标志（SYN、ACK等）、窗口大小等字段，最小首部20字节，通过数据偏移定位数据起始位置。控制标志位实现连接建立/终止、紧急数据传输等功能，检验和确保数据完整性。
2025-08-20 14:49:35
1046
原创 UDP通信 -socket 接口函数扩展
本文介绍了网络通信中的核心函数：1) send/recv与read/write函数原型对比，前三个参数相同，send/recv增加了flags参数（如MSG_PEEK、MSG_OOB）；2) sendto/recvfrom函数用于UDP通信，增加了地址参数；3) 简要提及UDP通信的实现过程。这些函数是网络编程的基础，send/recv用于TCP，sendto/recvfrom用于UDP通信。
2025-08-20 10:28:36
294
原创 TCP并发实现（代码）
本文介绍了TCP服务器与客户端的实现方法。服务器端通过socket创建套接字，设置SA_RESTART标志处理僵尸进程，接受客户端连接后fork子进程处理通信，父进程必须关闭newfd避免资源泄漏。客户端创建套接字后连接服务器，通过循环发送用户输入。重点解析了父进程关闭newfd的必要性：fork后父子进程共享socket对象，若不关闭会导致连接无法释放和文件描述符耗尽。线程版本则通过pthread_create创建线程处理连接。文中还展示了信号处理函数回收子进程的细节。
2025-08-20 10:17:00
743
原创 实现TCP通信（代码）
本文展示了基于TCP协议的C语言Socket通信实现，包含服务端和客户端代码。服务端通过socket()创建套接字，bind()绑定地址和端口，listen()进入监听模式，accept()接受客户端连接，并使用read()接收数据。客户端同样创建套接字后，通过connect()连接服务端，使用write()发送用户输入的数据。关键点包括：网络字节序转换(htons)、IP地址转换(inet_aton)、错误处理以及基本的通信流程。代码实现了简单的双向通信功能，服务端可接收并显示客户端发送的消息。
2025-08-20 09:46:50
192
原创 实现TCP通信
本文介绍了TCP协议实现过程中的关键系统调用和数据结构。主要内容包括：1）socket函数的参数设置，包括通信域、套接字类型和协议选择；2）bind函数的使用及IPv4地址结构体sockaddr_in的定义；3）listen和accept函数实现服务器监听和连接处理。重点说明了流式套接字SOCK_STREAM与TCP协议的对应关系，以及网络字节序转换的必要性。这些系统调用和数据结构构成了TCP网络编程的基础框架。
2025-08-20 09:33:45
392
原创 Socket 套接字及TCP的实现框架
本文介绍了网络体系结构的两种形式：体系结构定义网络各层功能，而实现则涉及具体硬件/软件的选用。重点讲解了网络编程中的套接字接口，包括socket()、bind()、listen()、accept()等核心API函数的使用方法，以及IPv4/IPv6地址结构体的差异。文章还分析了三种套接字类型（流式、数据报、原始套接字）的特点，阐述了网络通信的三元组要素（IP地址、端口、协议）。最后详细说明了TCP通信的实现过程，包括建立连接（socket-bind-listen-accept）、数据传输（read/writ
2025-08-18 11:07:36
1040
原创 字节序及IP地址转换
字节序是计算机存储多字节数据的顺序，分为大端和小端两种。主机一般采用小端字节序，而网络通信必须使用大端字节序。可通过判断变量的首字节值来确定主机的字节序类型。在编程中，可使用htonl/ntohl等函数进行主机和网络字节序的转换。对于IP地址，需要将"点分十进制"字符串与32位数据进行相互转换，相关函数包括inet_addr()、inet_ntoa()等，其中inet_pton()和inet_ntop()还支持IPv6地址的转换。这些转换需注意主机和网络字节序的区别。
2025-08-16 20:44:49
333
原创 IP地址及编址方式
1、IP地址由32 位二进制代码表示每8位为一组，采用点分十进制记法。例如：192.168.0.2 个字段：网络号和主机号 IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>}IP地址在整个互联网范围内是的。IP 地址指明了连接到某个网络上的一个主机A类地址范围：0~127；B类地址范围：128~191；C类地址范围：192~223；D类地址范围：224~239；E类地址范围：240~2553、一般不使用的特殊的 IP 地址：4、分类的 IP 地址的优点和缺点•••••••：无分类域间路由选择。
2025-08-16 17:19:04
1050
原创 TCP/IP协议与五层体系结构
TCP/IP体系结构是互联网事实标准，包含应用层（HTTP、DNS等）、传输层（TCP/UDP）、网络层（IP）和网络接口层。其中TCP保证可靠传输，UDP注重时效性；网络层负责路由选择与分组转发；数据链路层实现相邻节点通信；物理层传输比特流。互联网采用客户-服务器模式，可同时服务多个客户进程。该结构已演变为应用程序可直接使用底层协议，如ping命令。五层协议是民间分类，区别于官方的OSI七层和TCP/IP四层模型。
2025-08-15 14:59:50
974
原创 计算机网络的体系结构
OSI开放互联参考模型：物理层->数据链路层->网络层->传输层->会话层->表示层->应用层。:发送端几个高层会话复用条低层的连接，在接收端再进行分用。:交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束后释放连接。:发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快。的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原。:使相应层次对等方的通信更加可靠。
2025-08-14 09:52:03
459
原创 C语言 动态内存（二）
释放堆空间后，p成了空悬指针 动态分配失败。malloc与free是配对使用的， free只能释放堆空间。如果malloc返回的指针值丢失，则所分配的堆空间无法回收，称内存泄漏，删除一个指针p (free(p);),实际是删除了p所指的目标（变量或对象）释放了它所占的堆空间，而不是删除 p本身量或对象等)1、野指针:不是NULL指针，是指向“垃圾”（当前不需要的指针）内存的指针。
2023-09-23 20:14:26
142
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原创 C语言 动态内存
malloc 本身并不识别要申请内存是什么类型，它只关心内存的总字节数 malloc申请到的是一块连续的内存，有时可能会比所申请到的空间大，有时会申请不到内存，返回NULL申请的空间大。静态存储分配： 通常定义变量，编译器在编译时都可以根据该变量的类型知道所需内存空间的大小，从而系统在适当的时候为他们分配确定的存储空间。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。
2023-09-23 19:52:29
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原创 C语言 共用体与typedef
这种数据构造类型称为共用体，简称共用。共用体 在定义，说明和使用形式上与结构体相似。两都本质上的不同仅在于使用内存的方式上。例如：typedef int integer;(此时定义的integer等价于int )；形式为：typedef <已有数据类型> <新数据类型>；在C语言中，允许使用关键字typedef定义新的数据类型。union 共用体名。2、定义结构体时定义。
2023-09-23 18:44:46
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