为了实现对临界资源的有效管理,应用层的程序有原子变量,条件变量,信号量来控制并发,同样的问题也存在与驱动开发中,比如一个驱动同时被多个应用层程序调用,此时驱动中的全局变量会同时属于多个应用层进程的进程空间,这种情况下也要使用一些技术来实现对并发的控制.本文将讨论内核中下述并发控制技术的技术特点和应用场景. 中断屏蔽 原子操作 原子变量操作 原子位操作 自旋锁 传统自旋锁 读写自旋锁 顺序锁 RCU 信号量 传统信号量 读写信号量 完成量 互斥量 中断屏蔽 顾名思义,就是屏蔽所有的中断,由于内核中…

等待队列是内核中实现进程调度的一个十分重要的数据结构,其任务是维护一个链表,链表中每一个节点都是一个PCB(进程控制块),内核会将PCB挂在等待队列中的所有进程都调度为睡眠状态,直到某个唤醒的条件发生.应用层的阻塞IO与非阻塞IO的使用我已经在Linux I/O多路复用一文中讨论过了,本文主要讨论驱动中怎么实现对设备IO的阻塞与非阻塞读写.显然,实现这种与阻塞相关的机制要用到等待队列机制.本文的内核源码使用的是3.14.0版本 设备阻塞IO的实现 当我们读写设备文件的IO时,最终会回调驱动中相应…

内核定时器 软件上的定时器最终要依靠硬件时钟来实现,简单的说,内核会在时钟中断发生后检测各个注册到内核的定时器是否到期,如果到期,就回调相应的注册函数,将其作为中断底半部来执行.实际上,时钟中断处理程序会触发TIMER_SOFTIRQ软中断,运行当前处理器上到期的所有定时器. 设备驱动程序如要获得时间信息以及需要定时服务,都可以使用内核定时器. jiffies 要说内核定时器,首先就得说说内核中关于时间的一个重要的概念:jiffies变量,作为内核时钟的基础,jiffies每隔一个固定的时间就会…

ARM是对内存空间和IO空间统一编址的,所以,通过读写SFR来控制硬件也就变成了通过读写相应的SFR地址来控制硬件.这部分地址也被称为I/O内存.x86中对I/O地址和内存地址是分开编址的,这样的IO地址被称为I/O端口.本文只讨论IO内存的访问 IO内存访问流程 我们知道,为了管理最重要的系统资源并让物理地址对进程透明,Linux使用了内存映射机制,就是一个进程如果想访问一个物理内存地址(eg.SFR地址),那么首先就是将其映射成虚拟地址. IO内存申请/归还 Linux提供一组函数用于申请和…

转自:http://www.cnblogs.com/xiaojiang1025/p/6377925.html 等待队列是内核中实现进程调度的一个十分重要的数据结构,其任务是维护一个链表,链表中每一个节点都是一个PCB(进程控制块),内核会将PCB挂在等待队列中的所有进程都调度为睡眠状态,直到某个唤醒的条件发生.应用层的阻塞IO与非阻塞IO的使用我已经在Linux I/O多路复用一文中讨论过了,本文主要讨论驱动中怎么实现对设备IO的阻塞与非阻塞读写.显然,实现这种与阻塞相关的机制要用到等待队列机制…

先上基础,下图是Linux的内存映射模型,其中体现了Linux内存映射的几个特点: 每一个进程都有自己的进程空间,进程空间的0-3G是用户空间,3G-4G是内核空间 每个进程的用户空间不在同一个物理内存页,但是所有的进程的内核空间对应同样的物理地址 vmalloc分配的地址可以高端内存,也可以是低端内存 内存动态申请 和应用层一样,内核程序也需要动态的分配内存,不同的是,内核进程可以控制分配的内存是在用户空间还是内核空间,前者可以用于给用户空间的堆区分配内存,eg,用户进程的用户空间的mallo…

异步通知的全称是"信号驱动的异步IO",通过"信号"的方式,放期望获取的资源可用时,驱动会主动通知指定的应用程序,和应用层的"信号"相对应,这里使用的是信号"SIGIO".操作步骤是 应用层程序将自己注册为接收来自设备文件的SIGIO信号的进程 驱动实现相应的接口,以期具有向所有注册接收这个设备驱动SIGIO信号的应用程序发SIGIO信号的能力. 驱动在适当的位置调用发送函数,应用程序即可接收到SIGIO信号. 整个机制的框架…

在硬件上,中断源可以通过中断控制器向CPU提交中断,进而引发中断处理程序的执行,不过这种硬件中断体系每一种CPU都不一样,而Linux作为操作系统,需要同时支持这些中断体系,如此一来,Linux中就提出了软中断的概念,也有人叫内核中断,其本质就是使用统一的方式对不同硬件中断体系中的中断号进行再映射,在操作系统中操作的中断号都是这些映射过的软中断号.就是下图中的irq_num Linux内核中定义了名为irq_desc的中断例程描述符表来描述中断服务例程,每一个irq_desc对象数组中的下标就是…

转自:https://www.cnblogs.com/xiaojiang1025/p/6376561.html 异步通知的全称是"信号驱动的异步IO",通过"信号"的方式,放期望获取的资源可用时,驱动会主动通知指定的应用程序,和应用层的"信号"相对应,这里使用的是信号"SIGIO".操作步骤是 应用层程序将自己注册为接收来自设备文件的SIGIO信号的进程 驱动实现相应的接口,以期具有向所有注册接收这个设备驱动SIGIO信号的应…

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