VxWorks设备驱动开发详解

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页数:409
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出版时间:2011-3
价格:49.00元
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isbn号码:9787121128288
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  • 嵌入式
  • VxWorks
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  • 计算机
  • vxworks
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具体描述

《VxWorks设备驱动开发详解》结合作者实际的开发经验,对VxWorks操作系统内部的机制及其各类设备驱动的开发进行了深入的讲解和分析。全书分3篇共11章,第1篇对VxWorks操作系统的主要组件如任务、任务调度、任务间通信、内存管理、中断处理进行了较为细致的分析;其后对很多VxWorks开发者不甚了解的VxWorks内核映像类型以及启动方式和流程进行了详细的说明和解析。第2篇是驱动开发的准备阶段,着重介绍了VxWorks系统下设备驱动的内核层次结构。第3篇作为《VxWorks设备驱动开发详解》的重点,每章对应一类驱动,结合开发实例,详细而完整地分析了VxWorks下普通字符设备驱动、串口驱动、普通块设备驱动、Flash设备驱动、网络设备驱动以及USB设备驱动的设计和实现。

《VxWorks设备驱动开发详解》面向广大工程技术工作者,既可作为高等院校教师和相关专业学生的教材,又可作为各类培训班的培训教程。

嵌入式系统高级编程与实时操作系统原理:深度剖析与实践应用 内容提要: 本书专注于嵌入式系统开发领域中至关重要的两大基石:高级编程技巧与实时操作系统(RTOS)的底层运行机制。它旨在为具备一定C语言基础和微控制器(MCU)初步认识的工程师、高校学生及技术研究人员,提供一套系统化、深入且侧重实践的知识体系,以应对现代嵌入式产品对性能、可靠性和实时性提出的严苛要求。 本书的结构设计遵循从宏观架构到微观实现的逻辑顺序,共分为五大部分,共十六章。 --- 第一部分:嵌入式软件架构与现代C语言实践(约300字) 本部分聚焦于构建健壮、高效和可维护的嵌入式软件所需的理论基础和编程规范。 第一章:嵌入式系统软件分层模型与依赖管理 探讨现代嵌入式软件的经典分层结构(硬件抽象层HAL、板级支持包BSP、操作系统内核、中间件、应用层),并详细论述层间接口的设计原则,特别是如何有效地隔离硬件依赖。我们将深入分析静态链接与动态链接在资源受限环境下的适用性权衡,并引入构建系统(如CMake在嵌入式环境中的高级应用)的配置技巧,以实现跨平台编译和依赖项的精确控制。 第二章:嵌入式C语言的高级特性与性能优化 超越基础语法,本章深入讲解C99/C11标准中与底层开发紧密相关的特性,如volatile的精确语义、位域(Bit Fields)的内存布局优化、内存对齐对性能的影响。此外,我们将详细分析函数内联(Inline Function)与宏定义的优缺点,以及如何利用指针算术和标准库函数(如`memcpy`、`memset`)的底层实现来提升数据处理效率,同时警示由此带来的越界风险。 --- 第二部分:微控制器硬件交互与内存管理(约350字) 此部分将技术焦点下沉至微处理器与内存的直接交互层面,强调资源管理的精细化控制。 第三章:寄存器级编程与中断处理机制 本章不再停留在库函数调用层面,而是直接剖析特定系列微控制器(以主流的32位ARM Cortex-M架构为例)的启动序列(Startup Sequence)和核心寄存器集。详细讲解中断向量表(IVT)的构建、NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)的配置流程、优先级分组与抢占机制。通过实际汇编代码片段的分析,揭示上下文切换(Context Switching)在硬件中断服务程序(ISR)执行过程中发生的具体步骤。 第四章:内存分配策略在嵌入式中的挑战与应对 嵌入式系统常面临内存碎片化和动态内存访问限制。本章将对比分析几种主流的内存分配算法(如首次适应、最佳适应、池式分配),并重点阐述在无标准库`malloc`/`free`或需要硬实时保证的场景下,如何设计高效且无碎片化的固定大小内存池(Fixed-Size Block Allocation)。我们将通过代码实例展示如何实现一个健壮的内存管理模块,有效规避内存泄漏和缓冲区溢出。 第五章:非易失性存储器(NVM)的可靠性设计 涵盖EEPROM、Flash(NOR/NAND)的读写时序、擦除块管理以及寿命优化技术。重点介绍磨损均衡(Wear Leveling)算法的设计原理,以及如何实现一个可靠的参数存储机制,确保系统断电后关键配置数据的完整性与一致性,包括CRC校验和事务日志的应用。 --- 第三部分:实时操作系统(RTOS)核心机制深度解析(约450字) 这是本书的核心理论部分,旨在揭示RTOS如何实现任务的并发与确定性调度。 第六章:任务抽象与状态管理 详细剖析任务控制块(TCB)的数据结构,以及任务在“就绪(Ready)”、“运行(Running)”、“阻塞(Blocked)”、“挂起(Suspended)”和“已删除(Deleted)”等状态之间的转换流程。我们将基于伪代码而非特定厂商API,重构一个简化版的任务调度器(Scheduler),以清晰展示状态切换的原子性操作。 第七章:确定性调度算法的实现与分析 深入探讨优先级抢占式调度(Preemptive Scheduling)的底层实现,包括时间片(Time Slicing)的计时与切换机制。重点分析时间片轮转(Round-Robin)、固定优先级继承(Priority Inheritance)及优先级天花板协议(Priority Ceiling Protocol, PCP)在解决优先级反演问题上的适用场景和性能损耗。通过数学模型分析不同调度策略下的最大延迟时间(Worst-Case Execution Time, WCET)。 第八章:进程间通信(IPC)的同步与互斥机制 本书将对比分析信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)、消息队列(Message Queue)和事件组(Event Flags)的内部工作原理。特别关注Mutex在实现互斥访问时,如何保证其自身操作的原子性,以及消息队列在满/空状态下的任务阻塞与唤醒机制。我们将详细展示如何通过原子操作(Atomic Operations)实现无锁(Lock-Free)或无等待(Wait-Free)的数据结构原型。 第九章:中断延迟与确定性保障 分析中断服务程序(ISR)对实时性的影响,讲解如何合理设计ISR的长度和内容,以最小化中断延迟(Interrupt Latency)。探讨RTOS中“延迟过程调用(Deferred Procedure Call, DPC)”或“软中断”的实现模式,用以安全地从中断上下文向高层任务传递信息,避免在ISR中执行可能导致阻塞或耗时的操作。 --- 第四部分:高级系统服务与性能剖析(约250字) 本部分关注在实时系统中提升系统整体效率和可调试性的技术。 第十章:定时器服务与周期性任务管理 探讨系统时钟节拍(Tick)的来源、精度及其对所有定时服务的影响。深入分析软件定时器(Software Timer)的实现方式,包括基于链表或树形结构的高效查找与管理,以及如何处理定时器到期时的精确时间戳对齐问题。 第十一章:内存保护单元(MPU)的应用与安全边界 介绍MPU(Memory Protection Unit)在非MMU环境下的作用,如何通过配置MPU区域属性(如读/写权限、缓存策略)来隔离不同安全等级的任务代码和数据,防止错误代码访问关键内存区域,从而提升系统容错性。 第十二章:系统诊断与可追溯性 讨论嵌入式调试中的关键技术,如JTAG/SWD接口的高级应用、逻辑分析仪在时序验证中的作用。重点介绍如何集成内核跟踪(Kernel Tracing)机制,记录任务切换、IPC事件的时间戳,以便进行离线分析和性能瓶颈的定位。 --- 第五部分:驱动开发范式与模块化实践(约150字) 本部分侧重于如何以标准化的方式开发和集成硬件驱动模块。 第十三章:通用驱动接口设计(Bus Abstraction) 阐述如何设计一套独立于具体硬件平台的通用总线抽象层(如I2C、SPI、UART),以确保驱动模块在迁移到不同MCU平台时,只需更换HAL层接口,无需修改核心驱动逻辑。 第十四章:异步I/O与数据流处理 介绍基于DMA(直接内存存取)的数据传输机制,如何通过DMA优化外设与内存之间的数据吞吐量,并将数据处理任务从CPU中解放出来。探讨事件驱动的异步I/O模型在流数据处理中的应用。 --- 本书特色: 原理为先,代码为证: 大量使用清晰的伪代码和C语言核心实现片段,剖析RTOS内核的“黑箱”操作。 性能导向: 聚焦于内存对齐、缓存命中率、原子操作等直接影响系统执行效率的细节。 系统思维: 强调软件分层、模块解耦和系统可靠性设计,而非局限于单个外设的简单应用。 本书适用于渴望从“使用驱动”进阶到“理解并编写高性能驱动和操作系统服务”的专业嵌入式工程师。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名嵌入式软件工程师,我对各种RTOS的驱动开发都有一定的涉猎,但《VxWorks设备驱动开发详解》这本书,让我对VxWorks的驱动开发有了全新的认识。它不仅仅是介绍API,而是从更宏观的角度,阐述了VxWorks驱动开发的整个生态系统。我尤其喜欢书中对“Driver Model”的系统性梳理,它让我清晰地理解了VxWorks是如何组织和管理各种设备驱动的。书中对“Device Drivers as Kernel Components”的讨论,让我明白了驱动程序在内核中的地位和作用,以及它们如何与其他内核组件进行交互。这对于理解整个系统的运作至关重要。我之前在项目中,曾经为如何高效地管理和控制嵌入式设备而苦恼。这本书中关于“Resource Management”的章节,为我提供了很多宝贵的思路。它详细介绍了VxWorks如何管理内存、I/O端口、中断等资源,以及驱动程序如何利用这些资源来完成任务。这让我能够更精细地控制硬件,提高系统的效率和稳定性。而且,书中对“Driver Porting and Migration”的探讨,也让我对如何将现有驱动移植到VxWorks平台有了更深入的了解。这对于我在实际项目中,需要集成第三方驱动或者将现有项目迁移到VxWorks平台时,非常有帮助。

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我是一名多年从事嵌入式系统开发的资深工程师,职业生涯中与多种RTOS打交道。在一次偶然的机会下,我看到了《VxWorks设备驱动开发详解》,并且被其内容所吸引。虽然我对VxWorks的架构有一定了解,但对于其设备驱动开发的细节,一直觉得有些模糊。《VxWorks设备驱动开发详解》这本书,以其详尽的内容和深入的分析,极大地提升了我对VxWorks驱动开发能力的认知。书中对“Device Driver Framework”的系统性介绍,让我得以窥见VxWorks驱动模型的全貌,理解不同类型的驱动是如何协同工作的。我尤其赞赏书中对“Bus Drivers”和“Device Drivers”之间关系的阐述,它清晰地勾勒出了硬件总线与具体设备驱动之间的逻辑联系,这对于理解整个设备管理机制至关重要。书中对“Platform Devices”的讲解也让我眼前一亮,它揭示了VxWorks如何通过描述硬件平台来统一管理各种嵌入式设备,这对于提高代码的可移植性非常有帮助。我之前在项目中遇到过一个挑战,就是如何在VxWorks下实现低功耗的设备管理,书中关于“Power Management Framework”的深入探讨,为我提供了宝贵的解决方案和思路。它详细介绍了VxWorks在低功耗管理方面的策略和API,以及如何通过驱动程序来控制设备的电源状态。这让我觉得,这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一本“内功秘籍”,能够帮助我提升驱动开发的“功力”。

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我是一名在校的计算机专业学生,对嵌入式开发有着浓厚的兴趣,尤其对VxWorks这类实时操作系统非常着迷。在寻找学习资料的过程中,我偶然发现了《VxWorks设备驱动开发详解》。这本书可以说是我迄今为止接触到的关于VxWorks设备驱动开发的最全面、最深入的书籍。它不仅介绍了驱动开发的基础知识,还深入探讨了许多高级主题。我特别欣赏书中对“Hardware Abstraction Layer (HAL)”的详细阐述,它让我理解了VxWorks是如何通过HAL来屏蔽底层硬件的差异,从而实现跨平台性的。这对于我理解RTOS的通用性和灵活性至关重要。书中对“Device Tree”在VxWorks中的应用的介绍,也让我感到非常惊喜,因为我之前在学习Linux驱动开发时就接触过设备树,这本书将这两者联系起来,让我能够更全面地理解现代嵌入式系统的驱动开发模式。我尤其关注书中关于“Bus Architectures”的讲解,它详细介绍了VxWorks支持的各种总线类型,比如PCI、USB、SPI、I2C等,以及如何在这些总线上开发驱动程序。这为我将来接触和开发各种硬件设备提供了坚实的理论基础。而且,书中对“Driver Debugging Techniques”的探讨,也给了我很多实用的建议,让我能够在开发过程中更有效地定位和解决问题。

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这本书《VxWorks设备驱动开发详解》是我近期遇到的最令我兴奋的技术书籍之一!作为一名刚刚涉足嵌入式领域的初学者,我之前对VxWorks的设备驱动开发一直感到既神秘又畏惧。然而,这本书以其清晰的结构和循序渐进的讲解,让我能够轻松地跨越这道门槛。我特别喜欢书中对“Device Driver Fundamentals”的介绍,它用通俗易懂的语言,解释了驱动程序的基本概念、作用以及在嵌入式系统中的重要性。这为我建立起了一个正确的认知框架。书中对“Character Device Drivers”的详尽讲解,更是让我跃跃欲试。通过书中提供的实际代码示例,我能够亲手编写和调试一个简单的字符设备驱动,例如控制一个GPIO引脚,让我对驱动开发的整个流程有了直观的认识。我之前总是担心自己无法理解那些晦涩难懂的API,但这本书的作者巧妙地将复杂的API解释得明明白白,并结合实际应用场景进行讲解,让我能够真正理解每个API的含义和用法。而且,书中对“Driver Testing and Validation”的介绍,也让我明白,编写出驱动程序只是第一步,如何对其进行有效的测试和验证,以确保其稳定性和可靠性,是同样重要的。这为我将来进行实际的驱动开发项目打下了坚实的基础。

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这本《VxWorks设备驱动开发详解》简直就是为我量身定做的!作为一名初入嵌入式领域的开发者,我之前一直对VxWorks的设备驱动开发感到一头雾水,市面上能找到的资料要么过于理论化,要么就是零散的技术文档,根本无法形成系统的认知。这本书的出现,就像是在我迷茫的航向上点亮了一盏明灯。我尤其欣赏它从基础概念讲起,循序渐进地引导读者理解VxWorks的内核架构,以及驱动程序在整个系统中的地位和作用。书中对BSP(Board Support Package)的讲解,更是让我茅塞顿开,原来驱动开发不仅仅是编写代码,更是对硬件的深刻理解和对系统资源的精细管理。我之前尝试过阅读一些硬件手册,但总是抓不住重点,不知道如何将其转化为驱动代码。这本书通过大量的实例,将理论知识与实际操作紧密结合,让我看到硬件规格是如何映射到软件接口的,如何通过编写驱动来控制GPIO、UART、SPI、I2C等常用外设。而且,它并没有止步于简单的驱动编写,还深入探讨了中断处理、DMA、内存管理等高级话题,这对于我将来开发更复杂的设备和系统至关重要。每次读到书中对某个具体驱动的详细剖析,我都感觉自己离成为一名合格的VxWorks驱动工程师又近了一步。书中提供的代码示例也十分清晰,结构合理,注释也足够详细,让我能够快速理解其逻辑,并在此基础上进行修改和扩展。我甚至可以想象,当我在实际项目中遇到棘手的驱动问题时,这本书将成为我最可靠的参考手册,帮助我快速定位问题,找到解决方案。它的内容覆盖面之广,讲解深度之深,让我觉得物超所值。

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我是一名嵌入式开发爱好者,对各种嵌入式操作系统都抱有极大的兴趣。最近我入手了《VxWorks设备驱动开发详解》,这本书给我带来了前所未有的惊喜。在此之前,我对VxWorks的印象可能还停留在其作为一种成熟的实时操作系统,但对于其设备驱动开发的具体实践,我几乎是一无所知。这本书就像一本“武林秘籍”,为我揭示了VxWorks设备驱动开发的奥秘。我印象最深刻的是书中对“模块化驱动”和“内核驱动”的区分与讲解,让我明白了不同类型的驱动在系统中的定位和开发方式。此外,书中对硬件抽象层(HAL)的介绍也十分到位,它让我理解了为什么VxWorks能够具备跨平台性,以及如何通过HAL来实现对不同硬件的适配。我对书中关于“字符设备驱动”和“块设备驱动”的详细讲解尤为感兴趣,书中通过生动的实例,一步步地指导我如何编写这些驱动,例如如何实现read/write操作,如何处理设备文件的访问权限等。这对于我这种需要从零开始学习的初学者来说,简直是“福音”。我之前尝试过自己写一些简单的驱动,但总是会遇到各种问题,比如驱动加载失败,或者数据传输错误。这本书的出现,让我能够系统地学习驱动开发的理论知识和实践技巧,从而避免走弯路。我对书中对“ioctl”命令的深入剖析也给了我很大的启发,让我理解了如何通过ioctl来实现用户空间和驱动程序之间的复杂交互。我甚至可以想象,当我完成了这本书的学习,我就可以自信地去开发自己的嵌入式硬件驱动了。

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作为一个经验丰富的嵌入式工程师,我在多年的职业生涯中接触过多种RTOS,但VxWorks始终是我心中一个特别的存在,尽管我对其有一定了解,但深入的设备驱动开发方面,总觉得还有些“隔靴搔痒”。《VxWorks设备驱动开发详解》这本书,恰好填补了我在这方面的知识盲区。我最喜欢的是它对VxWorks驱动模型和API的系统性梳理,它不仅仅是罗列API,而是深入分析了每个API背后的设计理念和应用场景,这对于我们这类需要优化性能、提高稳定性的开发者来说,至关 taozi(taozi,意为“重要且不可或缺”)。书中对于设备树(Device Tree)在VxWorks中的应用,也有相当详尽的阐述,这一点非常重要,因为现代嵌入式系统越来越依赖于设备树来描述硬件,而VxWorks在这方面的支持和演进,是理解新一代嵌入式系统驱动开发的关键。我尤其关注书中关于高性能驱动开发的章节,比如如何利用DMA来卸载CPU的负担,如何进行精确的中断管理以减少延迟,这些都是在实时性要求极高的应用中不可或缺的技能。我之前在项目中也遇到过一些性能瓶颈,但苦于找不到系统性的优化方法。这本书提供的思路和技巧,让我眼前一亮,很多之前模糊的概念,现在都变得清晰起来。而且,书中对常见设备接口(如PCIe、USB)的驱动开发也做了深入的探讨,这对于我经常需要和这些复杂外设打交道的场景来说,提供了宝贵的指导。它不仅仅是一本技术书籍,更像是一位经验丰富的导师,在我职业生涯的某个阶段,给予了我关键的指引和提升。

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这本书《VxWorks设备驱动开发详解》对我来说,简直就是一座知识的金矿!我是一名刚刚接触嵌入式Linux,但对VxWorks也充满好奇的学习者。之前阅读过一些关于VxWorks的资料,但总感觉浮于表面,无法触及到设备驱动开发的“核心”。这本书恰恰弥补了这一遗憾。它不仅仅是简单地介绍API,而是深入剖析了VxWorks驱动开发所遵循的设计哲学和底层原理。我尤其欣赏书中对“Memories”和“I/O Ports”在驱动开发中的作用的讲解,让我明白了如何通过驱动程序来访问和控制这些关键的硬件资源。书中对“Interrupt Handling”的讲解更是让我醍醐灌顶,它详细介绍了VxWorks的中断机制,包括中断向量表、中断服务例程(ISR)以及中断的优先级管理。这对于我理解实时系统中事件响应的效率至关重要。我之前在项目中尝试过编写一些简单的中断处理程序,但总会遇到各种奇怪的问题,比如中断丢失或者处理延迟过高。这本书提供的清晰的解释和示例,让我能够更好地理解和编写高效、可靠的中断处理代码。此外,书中对“Device Drivers as Loadable Modules”的探讨,也让我对VxWorks的模块化开发有了更深的认识,这使得驱动程序的开发、调试和部署更加灵活和便捷。我完全可以想象,当我在实际项目中遇到复杂的硬件交互问题时,这本书将成为我最得力的助手,帮助我快速理解并解决问题。

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对于我这样一名嵌入式开发新手来说,《VxWorks设备驱动开发详解》简直是打开新世界大门的一把钥匙。我之前对VxWorks的印象就是它是一个强大的实时操作系统,但对于如何为其开发设备驱动,我一直感到无从下手。这本书的出现,彻底颠覆了我的认知。它从最基础的概念讲起,比如“What is a Device Driver?”、“Why do we need Device Drivers?”,这对于我这样零基础的学习者来说,非常友好。书中对“Kernel Modules”的讲解,让我明白了驱动程序是如何被加载到内核中,以及它们在内核中的生命周期。这为我理解驱动程序的运行机制打下了坚实的基础。我尤其喜欢书中关于“Character Device Drivers”的详细讲解,它通过一个实际的字符设备(比如一个简单的LED控制驱动)的编写过程,一步步地指导我如何实现read、write、open、close等基本操作。这让我能够快速地将理论知识转化为实践,编写出第一个属于自己的VxWorks设备驱动。而且,书中对“Driver Registration and Unregistration”的讲解,也让我明白了驱动程序在系统中是如何被管理和卸载的。这对于调试和维护驱动程序至关重要。我甚至可以想象,当我在编写自己的驱动程序时,这本书将成为我最忠实的伙伴,帮助我解决遇到的各种问题。

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说实话,我之前对VxWorks的设备驱动开发一直抱有一种敬畏之心,总觉得这是嵌入式开发中一个非常高深且难以掌握的领域。《VxWorks设备驱动开发详解》这本书,彻底改变了我的看法。它用一种极其清晰、有条理的方式,将复杂的概念一一拆解,让我能够轻松理解。我特别喜欢书中对于“Bus”和“Device”概念的阐释,以及它们在VxWorks驱动模型中的关系。这为我理解设备如何被操作系统识别和管理打下了坚实的基础。书中关于“Configuration”部分的讲解也让我受益匪浅,它详细介绍了VxWorks如何通过配置文件来描述硬件信息,以及驱动程序如何读取这些信息来完成初始化。这让我明白了,驱动开发不仅仅是编写代码,更需要对硬件的配置有深入的了解。我之前在项目中遇到过一个棘手的问题,就是如何让我的驱动程序能够正确地与应用程序进行交互,书中关于“IPC”(Inter-Process Communication)机制在驱动开发中的应用,为我提供了很多宝贵的思路。它详细介绍了VxWorks提供的各种IPC机制,以及如何在驱动程序中有效地利用它们来和用户空间进行通信。这让我觉得,我的驱动程序不仅仅是硬件的“搬运工”,更可以成为系统功能的重要组成部分。而且,书中对“Power Management”和“Low Power Modes”的探讨,也让我意识到了在嵌入式系统中,功耗优化是多么重要,也让我看到了如何通过精细的驱动设计来降低系统的整体功耗。

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比较基础,可以边写边参看。

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啊这,这不就是把kernel programmer's guide摘抄再翻译吗,还是贼老的版本,很多内容已经根本性的改变了。建议直接看官方电子手册

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啊这,这不就是把kernel programmer's guide摘抄再翻译吗,还是贼老的版本,很多内容已经根本性的改变了。建议直接看官方电子手册

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比较清晰,值得一看。

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比较基础,可以边写边参看。

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