”，其中并沒有確定某種設備與信息組織的方式有關；由于文件系統將原始數據組織為
      高層信息，它實際上是軟件驅動程序。
       
      如果你考慮到Unix系統對底層文件系統的依賴程度，你就可以意識到軟件概念對系統操
      作的重要性。文件系統信息解碼的能力位于內核分層的最底層，而且是最重要的；甚至
      如果給自己的CD-ROM寫一個新的塊設備驅動程序時，要是不能對其上數據上運行ls或cp
      ，那個驅動程序就根本沒有什么用處。Linux支持文件系統模塊，它的軟件接口聲明了可
      以操作在文件系統節點，目錄，文件和超級塊上的操作。因此，接口與實際數據傳出傳

      以操作在文件系統節點，目錄，文件和超級塊上的操作。因此，接口與實際數據傳出傳
      入磁盤是完全獨立的，這是由塊設備驅動程序完成的。對程序員來講，由于正式內核中
      已經包含大部分重要文件系統類型的代碼，編寫一個文件系統模塊是很不尋常的要求。
       
      安全問題
      最近討論安全問題很是時髦，而大多數程序員都考慮過系統的安全問題，所以，為防止
      產生誤解，一開始我就要談論這個問題。
       
      安全性有兩方面。一個問題是由于用戶對程序的誤操作或發掘出錯誤造成的；另一個問
      題是由程序員實現的（錯誤）功能造成的。顯然，程序員比普通用戶擁有更多的權利。
      換句話說就是，以root權限運行從朋友那拿來的程序比給他/她一個root外殼要危險得多
      。盡管訪問編譯器本質上不是安全性漏洞，但當所編譯的代碼執行時，還是會出現漏洞
      ；要小心處理模塊，因為內核模塊可以做任何事。模塊比超級用戶的外殼的威力還要強
      大，它的特權是由CPU確認的。
       
      所有系統中的安全性檢查都是內核代碼完成的。如果內核有安全性漏洞，系統就有漏洞
      。在內核正式發布版本中，只有root可以加載模塊；系統調用create_module檢查調用進
      程的用戶ID。因此在正式內核中，只有超級用戶，或是成功地稱為root的闖入者可以利
      用特權代碼的威力。
       
      幸虧在編寫設備驅動程序或別的模塊時，很少需要考慮安全性問題，因為訪問塊設備的
      進程已經受到更通用的塊設備技術的嚴格控制了。例如，對于塊設備來說，安全是由文
      件系統節點的權限和mount命令處理的，因此，在實際的塊設備驅動程序中通常沒有什么

      件系統節點的權限和mount命令處理的，因此，在實際的塊設備驅動程序中通常沒有什么
      好檢查的。
       
      盡管如此，從收到第三方軟件開始，尤其是當軟件涉及到內核時，要格外小心；由于每
      個人都可以訪問源代碼，都可以改寫和重新編譯這些東西。如果可以信任發布版中已經
      編譯好的內核，就要避免編譯來源不可靠的內核——如果你不能以root身份運行編譯好
      的二進制代碼，那最好不要運行編譯好的內核。例如，有敵意改動過的內核可能允許任
      何人加載模塊，因此通過create_module就可以打開一個不希望出現的后門。
       
      如果確實在模塊相關部分考慮到安全性問題，我敦促你看一看securelevel內核變量是怎
      樣使用的。當我寫這些的時候，Linux社團里正在討論控制securelevel變量來防止模塊
      加載和卸載。很有趣，你可以注意到最近的內核支持在內核編譯時可以刪除對模塊的支
      持，這樣就關閉了所有安全性有關的漏洞。
       
      版本編號
      做為開始研究編程前的最后一點，我很愿意就Linux非同尋常的版本編號這個問題加以說
      明，同時說明本書使用哪個版本的內核。
       
      首先要注意，Linux系統使用的每個軟件包都有它自己的發行號，它們之間有一些內部的
      依賴關系：你需要在特定版本的軟件包上使用特定版本的另一個軟件包。Linux發布版的
      開發者通常要處理大量軟件包的匹配問題，而使用者從預先打包的發布版本上安裝軟件
      ，無需考慮版本問題。而另一方面，那些更換和升級系統軟件的人都要自己處理版本問
      題。所幸的是，一些最新發布的版本允許單個軟件包的升級，它是通過檢查軟件包間的

      題。所幸的是，一些最新發布的版本允許單個軟件包的升級，它是通過檢查軟件包間的
      依賴性實現的，這可大大簡化了使用者為維護系統軟件一致所要做的事情。
       
      在本書中，我假定你有2.6.3版或更新的gcc編譯器，1.3.57版或更新版本的模塊工具，
      以及最新的程序開發用GNU工具（最重要的是gmake）。這些要求不是那么嚴格，由于幾
      乎所有的Linux安裝版上都配有GNU工具，這些版本都相對較舊（此外，內核2.0版及其后
      繼版本不能用比版本2.6還舊的gcc編譯）。注意，最近的內核包含一個稱為Documentati
      on/Changes的文件，它羅列了所有編譯和運行這個內核版本所需要的軟件。1.2的源碼中
      沒有這個文件。
       
      只要涉及到內核部分，我將集中介紹2.0.X和1.2.13版本，編寫適用于這兩個版本的代碼
      。
       
      偶數內核版本（如1.2.x和2.0.x）是穩定版本，專門用于發布的版本。而相反，奇數版
      本是開發中的一個快照，相當短暫；最新的版本代表最新的發展狀況，但可能過幾天就
      過時了。
       
      這里沒有別的通用原因來解釋為什么要運行1.3和2.1核心，除非他們是最新的版本。不
      過有時你會選擇運行一個開發用內核，或時由于它有一些在穩定版本中沒有的特性，而
      你正好需要這些特性，或者很簡單，你就是自己改動了這些版本的一些特性，并且你沒
      有時間更新你的補丁。不過還是要注意，實驗用內核沒有什么保證，如果由于在非當前
      奇數版本的內核中的臭蟲導致你丟失數據，沒人幫得了你。不過，本書支持直到2.1.43
      版的開發用內核，最后一章介紹如何編寫可以區分2.0和2.1.x之間不同之處的驅動程序

      版的開發用內核，最后一章介紹如何編寫可以區分2.0和2.1.x之間不同之處的驅動程序
      。
       
      至于1.2.13，盡管相當舊，我仍覺得這是一個很重要的版本。盡管在某些平臺上2.0.x比
      1.2.13要快得多，但1.2.13非常小，對想使用舊硬件的人來說是個很好的選擇。基于386
      處理器，帶小RAM的低價系統非常適合于做嵌入式系統或自動化控制器，用1.2.13比2.0.
      x也許會更快，由于1.2.13是以前1.2.x版本的錯誤修訂版，我不想考慮更早的1.2內核。
       
      無論什么時候，只要1.2.13和2.0或最新的2.1版不兼容，我都會告訴你。
       
      不管怎樣，我的主要目標版本是Linux 2.0，本書介紹的一些特征在舊版本中是沒有的。
      大多數樣例模塊在很多內核版本中都是可以編譯和運行的；特別是它們都已經在2.0.30
      版本上測試過了，而且大多數也都經過了1.2.13版本的測試。有時，我的例子不支持1.2
      ，但只在本書的第二部分中出現這樣的情況，這部分對設計來講更深入，并且可以不用
      考慮舊版本。
       
      由于Linux已不再只是“PC兼容機的Unix變體”了，它的另一個特點是，它是平臺獨立的
      操作系統。事實上，除了x86以外，它也成功地用于Axp-Alpha，Sparc處理器，Mips
      Rx000和其他一些平臺。本書也盡力達到平臺無關性，而且所有的例子代碼都在PC，Alph
      a平臺和Sparc機器上測試過。由于代碼在32位和64位處理機（Alpha）上測試過，它們應
      該可以在其他平臺上編譯和運行。正如你所預料的，依賴特殊硬件的編碼不能適用于所
      有的平臺，但在源代碼中都有所說明。
       

       
      許可證術語
      Linux是按GNU“General Public License”(GPL)分布許可證的。這是由自由軟件基金會
      為GNU計劃設計的文檔。GPL允許任何人重新發布，出售GPL的產品，只要允許接收者從源
      碼重新建立二進制文件的精確副本。另外，任何從GPL產生的軟件產品也必須按GPL發布
      。
       
      這種許可的主要目的是通過允許每個人隨意修改程序來推廣知識；同時，向公眾出售軟
      件的人仍可以做他們的工作。盡管這是個很簡單的目標，還是有一些正在進行的有關GPL
      及其使用的討論。如果你想讀到這些許可證，你可以在你系統的若干個地方找到它們，
      包括目錄/usr/src/linux，有一個稱為COPING文件。
       
      當涉及到第三方和定制的模塊時，它們不屬于內核，因此你無需限制它們使用GPL許可證
      。模塊通過明確的接口使用內核，它不是內核的一部分，這種關系和用戶程序通過系統
      調用使用內核很相似。
       
      簡而言之，如果你的代碼深入內核內部而你又想發布代碼，你必須使用GPL。盡管自己修
      改自己使用不是非要使用GPL，如果你要發布代碼，就必須在發布中包含源代碼——人們
      獲得你的軟件包，并且可以隨意修改它，重建二進制文件。換句話說，如果你寫了一個
      模塊，你就可以按照二進制格式發布你的模塊。然而，由于模塊通常要針對要連接的內
      核重新編譯（在第2章“編寫和運行模塊”中的“版本相關性”一節中，第11章“Kernel
      d和高級模塊化”的“模塊中的版本控制”一節中都有所介紹），這也不總是可行的。對
      發布模塊的二進制代碼一般障礙是，模塊包含了定義或聲明在內核頭文件中的代碼；不

      發布模塊的二進制代碼一般障礙是，模塊包含了定義或聲明在內核頭文件中的代碼；不
      過這個障礙并不能成立，因為頭文件是內核公共接口的一部分，因此它不受許可證制約
      。
       
      至于談到本書，大部分源碼都是可以重新發布的，或者以源碼形式，或者以二進制代碼
      形式，不論O’Reilly還是我都不對任何基于此的工作有任何許可證權。所有程序都可以
      通過FTP從ftp://ftp.ora.com/pub/examples/linux/drivers/下載，而且同一個目錄下
      的LICENCE文件有具體的許可證說明。
       
      當例子中包含了部分內核代碼時，GPL就適用了：與源碼一同發行的文本很清楚地說明了
      這一點。這僅對某些源文件是有效的，對本書主題而言，這是次要的。
       
      全書概貌
      從此開始，我們進入內核編程的世界。第2章介紹模塊化，解釋了這門技藝的秘密，并給
      出了運行模塊的代碼。第3章，字符設備驅動程序，討論字符設備驅動程序并且給出了基
      于內存的設備驅動程序的完整代碼，可以按你的喜好進行讀寫。使用內存做為設備的硬
      件基礎，可以使任何人運行例子代碼，而無需增加特殊硬件。
       
      調式技術對程序員來講是至關重要的，這些內容在第4章“調試技術”中介紹。這樣，運
      用我們新的調試技巧，我們將面對字符設備驅動程序高級功能，如阻塞型操作，select
      的使用以及非常常用的ioctl調用；這是都是第5章“字符設備驅動程序的擴展操作”的
      主題。
       

       
      在涉及硬件管理之前，我們先解剖幾個內核軟件接口：第6章“時間流”，講解內核是如
      何管理時間的，第7章“獲取內存”，講解內存分配。
       
      接下來我們著重于硬件：第8章“硬件管理”，介紹I/O端口的管理和設備中的內存緩沖
      區管理；之后在第9章“中斷處理”介紹中斷處理。遺憾的是，由于需要某些硬件支持來
      測試中斷的軟件接口，不是每個人能運行本章給出的樣例代碼。我已經盡我全力保持所
      需的硬件支持減少到最小，但你還得親自動手用烙鐵做你的硬件“設備”。這個設備僅
      僅是一個加到并口上的跳線，所以我希望這不是問題。
       
      第10章“合理使用數據類型”又提供一些有關編寫內核軟件和一致性問題的建議。
       
      在本書的第二部分，我們更加雄心勃勃；因此從第11章開始，我們重新討論模塊化，更
      加深入討論這個問題。
       
      第12章“加載塊設備驅動程序”介紹了如何實現塊設備驅動程序，強調和字符設備驅動
      程序的區別。接下來，第13章“Mmap和DMA”講解了我們原先在內存管理中留下來的問題
      ：mmap和DMA。到此為止，關于字符設備和塊設備驅動程序的所有問題我們都介紹過了。
       
       
      接下來介紹第三類設備驅動程序：第14章“網絡設備驅動程序”討論一些關于網絡接口
      的細節，剖析了樣例網絡設備驅動程序的代碼。
       

       
      有些設備驅動程序的功能直接依賴于外設所在的接口總線，所以第15章“外設總線概貌
      ”介紹了現在經常用到的總線實現的主要功能，著重介紹內核支持的PCI總線。
       
      最后，第16章是內核源代碼的一次檢閱：對那些想理解全部設計的人來講，這是一個起
      點，但他們可能會被Linux浩如煙海的代碼嚇倒。
       
      在Linux2.0版發布后不久，2.1開發樹開始引入不兼容性；這是在第一個月中引入的最重
      要的內容。第17章“近期發展”，它幾乎可以看作是附錄，它收集所有在2.1.43版本發
      布之前不兼容的東西，并且提供了解決這些兼容性問題的方法。在這章的最后，你可以
      編寫出一個設備驅動程序，它能夠在1.2.13版本上編譯，運行，也可以在所有2.0和2.1.
      43版本之間的內核上編譯，運行。2.2很有希望會和2.1.43非常相似，你的軟件需要為此
      做好準備。
       
       
       
      -----------------------------------------------------------------------------
      * SCSI時Small Computer System Interface（小型計算機系統接口）的縮寫；它時工作
      站市場上形成的標準，也廣泛應用在PC領域。
       
      --