weixin_48191183的博客

原创 56.平台总线模型

平台总线是Linux虚拟出来的总线，与实际I2C,SPI不同，作用是将分离的device.c和driver.c合并，分离的好处是对于不同的开发版只需要更改device.c。ls /sys/bus/platform/devices/ 可以查看注册的device。ls /sys/bus/platform/drivers/ 可以查看注册的driver。

原创 55.中断线程化

所谓中断线程化，就是为每一个工作，创建一个线程去处理，也就是中断下半部分创建一个线程去处理。

原创 54.并发管理工作队列

在旧版机制中，每个 CPU 只有一个内核线程处理工作。如果某个任务因为等待硬件响应而进入休眠，那么排在它后面的所有任务（即便不耗时）都必须等它醒来。：当 CMWQ 监测到一个正在运行的任务进入休眠（阻塞）时，它会。：保证了 CPU 的流水线不会因为某个任务的“偷懒”而停滞。点击屏幕触发中断，执行中断函数。

原创 53.自定义工作队列传参

这里用到了container_of，可以利用某个成员的地址，顺藤摸瓜拿到拿到整个结构体的地址。每当中断触发，它都会在系统后台异步打印出。编译及在开发板上测试。

原创 52.延迟工作队列

延迟工作队列可以对原有的共享工作队列和自定义工作队列，加上定时器进一步封装，再进入中断程序的下半部分进行延迟进入。delayed_work：「先等延迟，再占队列执行」→ 仅占用执行逻辑的必要时间，不浪费公共资源。由此可以看到延迟了4秒钟，包括进入下半段和下半段延迟。直接延迟：「先占队列，再等延迟」→ 霸占公共资源；这是比在直接在中断下半段延迟的好处。编译及开发板验证测试。

原创 51.自定义工作队列

相比于传统工作队列可控性强。

原创 50.共享工作队列

相比于软中断和tasklet，能在中断函数中休眠。

原创 49.为什么说tasklet是一种特殊软中断

tasklet是一种特殊的软中断的原因是：当内核需要做些延迟任务场景（字符设备拷贝数据），会执行tasklet_schedule()，将tasklet加入每个cpu的对应链表中，并触发软中断，对应中断处理函数就会遍历链表去执行相应回调函数。这样做的好处是不需要向内申请额外中断号，所以说tasklet是一种特殊软中断。当调用tasklet时会将tasklet加入链表，并触发软中断。对tasklet_action_common的封装。这里会遍历tasklet,执行对应中断处理函数。

原创 48.自定义软中断

linux/interrupt.h,自定义中断号。编译源码，将镜像符号表覆盖原有的模块符号表。删除相关中间文件及原有的符号表。需要将导出相关函数到符号表。

原创 47.tasklet中断下文

上一节request_irq的中断处理函数是上半文，这里tasklet_init绑定的是下半文函数，用于处理耗时操作，且在函数中不能阻塞休眠，否则系统会异常。点击屏幕会触发中断处理函数（前提需要卸载触摸驱动）编译并在开发版上的测试。

原创 46.request_irq是如何向内核申请中断

每一个具体的外设中断对应一个中断描述描述符struct irq_desc *desc，该描述符中有action字段中会有中断处理函数，在request_threaded_irq中会完成action的初始化，以及desc和action的绑定，如此就申请了中断。共享中断是指多个外设共享一个中断，这是也是desc的action为指针的原因，可以链接多个，通过dev_id去区分中断处理函数。

原创 45.申请一个GPIO中断

中断：cpu停下手中的事情，转去处理中断处理程序，处理完之后，再继续执行之前停下的事情，中断处理程序分为上半段（执行耗时短，任务紧急的事情），下半段（执行耗时任务）。在内核中去掉这个模块，不让后续插入这个ko会有冲突。GIC:接管cpu的外部中断，处理之后交给cpu。将编译的ko拷入开发板上并插入。测试点击屏幕会触发中断函数。

原创 44.驱动的调试方法

3.WARN_ON(condition)和WARN(condition,fmt...) 打印调用关系，会调用dump_stack()4.BUG()和BUG_ON(condition) 触发内核oops,并打印。5.panic(fmt...) 引起系统死机并打印。2.dump_stack() 打印调用关系。1.printk 打印自定义信息。

原创 44.优化驱动的稳定性和效率

2.在整个执行过程是，是流水线机制，存在预读取，可以使用likely和unlikely进行优化。1.可以在相关函数后面增加if判断，如果出错就直接返回。

原创 43.封装驱动提供的api函数

应用工程师是不希望看到驱动的相关定义，比如#define TIMER_OPEN _IO('L',0)，因此需要封装，提供相关的api函数。驱动ioctl_timer.c。

原创 42.ioctl控制定时器

【代码】42.ioctl控制定时器。

原创 41.ioctl设备驱动地址传参

【代码】41.ioctl设备驱动地址传参。

原创 40.ioctl设备驱动操作

【代码】40.ioctl设备驱动操作。

原创 39.llseek定位设备驱动

1.llseek.c驱动编写。test.c应用程序编写。makefile编写。

原创 38.linux内核打印等级

数字越小，等级越高，insmod的ko之所以不能直接打印printk的信息，是因为默认打印消息没能小于控制台打印消息，所以要改变printk的打印等级。在这个路径下include/linux/kern_levels.h对应着打印等级对应的宏定义。1 代表最小控制台打印等级。7 代表默认控制台打印等级。4 代表默认消息打印等级。方法一：调用printk时设置打印等级。4 代表控制台打印等级。方法二：使用echo直接修改打印等级。qemu测试，符合预期。

原创 37.使用定时器实现秒字符设备

second_driver.c编写。Makefile编写。

原创 36.循环定时器实现

使用mod_timer实现1秒触发一次超时函数。loop_timer.c编写。Makefile编写。

原创 35.linux的定时器使用

linux的定时器是一种基于未来时间点的定时器。定时器以现在的时间为起始点，以未来的某一时间为定时器的终点。类似于手机的闹钟，定于7点，响铃之后还想再睡会，可以延期5分钟，到了7点5分就响。可以看出五秒产生一次打印。Makefile编写。

原创 34.信号驱动IO

信号驱动IO不需要应用程序去检查设备的状态。一旦设备准备就绪，就触发SIGIO信号，该信号会通知应用程序数据已经到来。1.sigal.c驱动代码编写。2.Makefile编写。

原创 33.IO多路复用

3.测试程序read.c write.c编写。直到写入数据才能去读数据。2.Makefile编写。1.poll.c编写。

原创 32.实现非阻塞访问方式

通过file->f_flags 组合位掩码中是否有包含O_NONBLOCK位掩码，并使用flag标志位判断是否有准备好数据。3.应用测试程序read.c write.c编写。read.c通过检查返回值来判断是否有读到数据。write.c写数据，并触发flag为1。直到写才会有数据读出来，读是采用轮询方式。1.驱动nonblock.c代码编写。2.Makefile编写。

原创 31.使用等待队列实现阻塞访问

2.Makefile编写。1.驱动wq.c编写。

原创 30.IO模型

从键盘上输入数据时，会触发内核的中断机制，将数据输入到内核缓冲区，数据输入完时，会触发scanf底层的系统调用read来获取内核缓冲的数据。IO模型：阻塞IO,非阻塞IO,多路复用IO,信号驱动IO,异步IO。他这里会建立一个用户空间和内核空间的信号函数，一旦数据准备好，内核会主动发送准备好的信号，后将数据拷贝用户空间。从图中可以可以看出，他是一个不断轮询的过程，比较吃cpu，不过进程此时可以去干其他的事情。可以理解升级版的阻塞IO,他这个会有多个系统调用去检查内核有没有准备号好数据。

原创 29.并发与竞争总结

原创 28.互斥锁

同一资源同一时间只能有一个访问者在进行访问，实现这种功能的锁就是互斥锁。类似信号量值为1的情况,也会引起休眠。1.metuxlock.c编写。2.Makefile编写。4.编译及arm环境测试。

原创 27.信号量

从实验结果可以看出a.out执行完close之后，b.out才能open，可以很好的说明信号量会引起调用者b.out的休眠。信号量的本质是一个全局变量，值可以自行设置，当到达0时就不能访问了，会引起休眠。适用场景：持有锁时间比较长用信号量，也可以理解为持有临界资源比较长的场景。特点：信号量会引起调用者的休眠。1.semaphore.c编写。2.Makefile编写。4.编译及arm环境测试。3.应用测试用例编写。

原创 26.自旋锁的死锁

首先，自旋锁是禁止抢占的，在单核cpu中A进程对用共享资源以自旋锁的方式去进行访问，在自旋锁的过程中进入休眠，此时B进程想访问这个共享资源就拿不到，陷入死锁。多核cpu虽然不会出现这种情况，但是消耗多余的时间，等待其它cpu的调度。但多核cpu会有中断死锁。比如A进程以自旋锁的方式访问共享资源是，出现中断，在中断中又出现了该自旋锁，此时会出现死锁，可以调用禁用中断自旋锁spin_lock_irqsave。避免在一个函数里多次使用自旋锁。1.deadclock.c编写。2.Makefile编写。

原创 25.自旋锁

自旋锁是以原地等待的方式获取资源，即当A线程获取自旋锁之后，B会不断尝试获取自旋锁，此时是占CPU的。当然这个例子不能很好的说明自旋功能，后续补充。spinlock.c编写。3.test.c编写。

原创 24.原子操作

所谓的原子操作是指在该操作执行完之前不能被打断。1.atomic.c驱动代码编写。3.应用程序编写test.c。2.Makefile编写。

原创 23.并发与竞争

解决方法：无非就是对共享资源的保护，有以下几种方法，原子操作，自旋锁，信号量，互斥体。执行流 2（如中断处理函数）在执行流 1 的 “读” 和 “写” 之间被触发，也执行。的最终结果错误（比如预期 + 2，实际只 + 1），这就是典型的并发竞争问题。高优先级任务抢占当前低优先级任务，访问共享资源。停下当前任务，去执行中断任务，访问共享资源。多核处理器并发访问。核间并发访问共享资源。竞争：并发任务对共享资源的访问。执行流 1（如进程 A）执行。假设内核中有一个全局变量。并发：多个任务交替执行。

原创 22.点亮一颗led灯

通过全局搜索PMU_GRF_GPIO0B_IOMUX，发现是由PMU_GRF_GPIO0B_IOMUX_H控制gpio0b7,并且是有[14:12]位控制，其中0值代表复用GPIO_B7,可以从图中看出PMU_GRF_GPIO0B_IOMUX_H的地址是由base + offfset构成，base之前的PWU_GRF，为0xFDC20000，所以PMU_GRF_GPIO0B_IOMUX_H=0xFDC2000C。开发板上测试，发现[15]默认是1，是输出，这和实际led灯亮是一致的。

原创 21.linux驱动错误处理

在内核中0xfffffffffffff000~0xffffffffffffffff(64位系统)用于记录错误码，这和include/linux/error_base.h定义的宏是一一对应的。在内核错误处理中，要遵循一个先进后出的原则，有点类似module_exit取消注册的顺序。IS_ERR 判断是否是落在错误码地址范围内。PTR_ERR 获取对应的错误码。

原创 20.杂项设备驱动

杂项设备的主设备号是10，会自动使用class_create，device_create，相比之前，节约了设备号，并降低了开发难度。位于include/linux/miscdevice.h。1.驱动模块miscdevice.c编写。3.编译并放到qemu下测试。2.Makefile编写。

原创 19.文件私有数据

通过上面的例子可能不能很好理解private_data的作用,假设有这么一个场景，需要注册一类设备，也就是主设备号相同次设备号不同的设备，我们可以封装设备结构体，通过container_of来识别是打开哪个设备，private_data来指向。linux没有明确规定必须使用文件私有数据，但文件私有数据在linux驱动中有着广泛的运用，这是linux驱动的潜规则。文件私有数据就是将私有数据private_data指向设备结构体。1.privat_data_test.c编写。3.用例程序test.c编写。

原创 18.用户空间和内核空间

用户空间执行应用程序，内核空间管理硬件资源，用户空间想访问硬件资源需要通过系统调用，软中断，硬中断进入内核空间。下面通过一个例子来理解。1.usr_kernel.c模块编写 使用到了copy_to/from_user实现内核空间和用户空间的数据交换。3.编译及在qemu测试。