A. 在linux中,消息與信號的異同點
相同點:
消息和信號的運用都可以為任務事件驅動
不同點:
1、信號只能是回固定的幾個(如答SIGINT),且接收對象只能是進程。而消息的對象可以是進程,也可以為線程。
2、信號不需要創建,系統是識別的,用kill -l 可以查看完整的信號列表,沒有大小的討論。消息需要申請消息隊列資源,返回的是消息隊列的句柄,打進的消息體長度、消息的數量、消息隊列總的容量只受系統消息隊列配置大小的限制。
3、消息在linux系統中,由用戶層進入內核層隊列,全為復制操作,代價是4次拷貝。信號也需要調用系統調用,但信號本身成本低。
4、另外信號的使用會使阻塞的進程被中斷掉。而消息沒有這個功能。
B. 《Linux設備驅動程序》(十六)-中斷處理
設備與處理器之間的工作通常來說是非同步,設備數據要傳遞給處理器通常來說有以下幾種方法:輪詢、等待和中斷。
讓CPU進行輪詢等待總是不能讓人滿意,所以通常都採用中斷的形式,讓設備來通知CPU讀取數據。
2.6內核的函數參數與現在的參數有所區別,這里都主要介紹概念,具體實現方法需要結合具體的內核版本。
request_irq函數申請中斷,返回0表示申請成功,其他返回值表示申請失敗,其具體參數解釋如下:
flags 掩碼可以使用以下幾個:
快速和慢速處理常式 :現代內核中基本沒有這兩個概念了,使用SA_INTERRUPT位後,當中斷被執行時,當前處理器的其他中斷都將被禁止。通常不要使用SA_INTERRUPT標志位,除非自己明確知道會發生什麼。
共享中斷 :使用共享中斷時,一方面要使用SA_SHIRQ位,另一個是request_irq中的dev_id必須是唯一的,不能為NULL。這個限制的原因是:內核為每個中斷維護了一個共享處理常式的列表,常式中的dev_id各不相同,就像設備簽名。如果dev_id相同,在卸載的時候引起混淆(卸載了另一個中斷),當中斷到達時會產生內核OOP消息。
共享中斷需要滿足以下一個條件才能申請成功:
當不需要使用該中斷時,需要使用free_irq釋放中斷。
通常我們會在模塊載入的時候申請安裝中斷處理常式,但書中建議:在設備第一次打開的時候安裝,在設備最後一次關閉的時候卸載。
如果要查看中斷觸發的次數,可以查看 /proc/interrupts 和 /proc/stat。
書中講述了如何自動檢測中斷號,在嵌入式開發中通常都是查看原理圖和datasheet來直接確定。
自動檢測的原理如下:驅動程序通知設備產生中斷,然後查看哪些中斷信號線被觸發了。Linux提供了以下方法來進行探測:
探測工作耗時較長,建議在模塊載入的時候做。
中斷處理函數和普通函數其實差不多,唯一的區別是其運行的中斷上下文中,在這個上下文中有以下注意事項:
中斷處理函數典型用法如下:
中斷處理函數的參數和返回值含義如下:
返回值主要有兩個:IRQ_NONE和IRQ_HANDLED。
對於中斷我們是可以進行開啟和關閉的,Linux中提供了以下函數操作單個中斷的開關:
該方法可以在所有處理器上禁止或啟用中斷。
需要注意的是:
如果要關閉當前處理器上所有的中斷,則可以調用以下方法:
local_irq_save 會將中斷狀態保持到flags中,然後禁用處理器上的中斷;如果明確知道中斷沒有在其他地方被禁用,則可以使用local_irq_disable,否則請使用local_irq_save。
locat_irq_restore 會根據上面獲取到flags來恢復中斷;local_irq_enable 會無條件打開所有中斷。
在中斷中需要做一些工作,如果工作內容太多,必然導致中斷處理所需的時間過長;而中斷處理又要求能夠盡快完成,這樣才不會影響正常的系統調度,這兩個之間就產生了矛盾。
現在很多操作系統將中斷分為兩個部分來處理上面的矛盾:頂半部和底半部。
頂半部就是我們用request_irq來注冊的中斷處理函數,這個函數要求能夠盡快結束,同時在其中調度底半部,讓底半部在之後來進行後續的耗時工作。
頂半部就不再說明了,就是上面的中斷處理函數,只是要求能夠盡快處理完成並返回,不要處理耗時工作。
底半部通常使用tasklet或者工作隊列來實現。
tasklet的特點和注意事項:
工作隊列的特點和注意事項: