主页

体系概述 I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于在芯片之间进行通信。Linux内核支持I2C总线，可以通过I2C总线访问连接到系统的各种设备，如温度传感器、加速度计、数字电压计等。 在Linux内核中，I2C体系由以下几个部分组成： I2C核心代码：I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法（即Algorithm）上层的与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等 I2C总线驱动程序：I2C总线驱动程序负责管理I2C总线的物理层和数据链路层，实现I2C总线的读写操作。I2C总线驱动主要包含I2C适配器数据结构i2c_adapter、I2C适配器的Algor...

概述 输入设备（如按键、键盘、触摸屏、鼠标等）是典型的字符设备，其一般的工作机理是底层在按键、触摸等动作发送时产生一个中断（或驱动通过Timer定时查询），然后CPU通过SPI、I2C或外部存储器总线读取键值、坐标等数据，并将它们放入一个缓冲区，字符设备驱动管理该缓冲区，而驱动的read（）接口让用户可以读取键值、坐标等数据。 显然，在这些工作中，只是中断、读键值/坐标值是与设备相关的，而输入事件的缓冲区管理以及字符设备驱动的file_operations接口则对输入设备是通用的。基于此，内核设计了输入子系统，由核心层处理公共的工作。Linux内核输入子系统的框架如下图所示。 输入核心提供了底层输入设备驱动程序所需的API，如分配/释放一个输入设备： struct inpu...

概述 misc设备驱动是Linux内核中的一种特殊类型的驱动程序，它用于管理那些没有与特定硬件设备相关联的设备。这些设备通常是由用户空间的应用程序创建和控制的，例如设备文件/dev/null和/dev/random。 miscdevice本质上也是字符设备，只是在miscdevice核心层的misc_init（）函数中，通过register_chrdev（MISC_MAJOR，”misc”，&misc_fops）注册了字符设备，而具体miscdevice实例调用misc_register（）的时候又自动完成了device_create（）、获取动态次设备号的动作。 miscdevice的主设备号是固定的，MISC_MAJOR定义为10，在Linux内核中，大概可以找到20...

概述 Linux的设备驱动模型分为总线、设备和驱动三个实体。这三个实体在内核里的职责分别如下： 总线：负责管理设备和驱动，为设备匹配合适的驱动，为驱动匹配合适的设备。 设备：负责提供硬件资源。 驱动：负责使用设备提供的硬件资源。 总线将设备和驱动联系起来，使得它们之间解耦。 优点 Linux驱动程序模型是先前在内核中使用的所有不同驱动程序模型的统一。它旨在通过将一组数据和操作整合到全局可访问的数据结构中，来扩展基于基础总线来桥接设备驱动程序。这样，不同类型的总线之间就可以有一致性。 统一总线模型包括一组所有总线都具有的公共属性和一组公共回调，如总线探测期间的设备发现、总线关闭、总线电源管理等。通用的设备和桥接接口反映了现代计算机的目标：即执行无缝设备“即插即...

概述 Linux内核中的定时器是一种机制，用于在特定时间间隔内执行某些操作。它是通过内核中的计时器实现的，计时器会在指定的时间间隔内触发一个中断，这个中断用于启动定时器。定时器通常用于处理周期性任务，例如更新屏幕或处理网络流量。 在Linux内核中，有两种类型的定时器：硬件定时器和软件定时器。硬件定时器是由计算机的硬件设备提供的，例如时钟或定时器芯片。而软件定时器则是由内核代码实现的。 要在Linux内核中使用定时器，您需要编写一个处理程序来处理定时器中断。这个处理程序将在定时器触发时自动调用。处理程序应该执行您想要在定时器触发时执行的任务。例如，如果您想要在每秒钟更新屏幕，您可以编写一个处理程序来更新屏幕，并将它与一个每秒钟触发的定时器关联起来。 定时器编程 软件意义上的定...

概述 所谓中断是指CPU在执行程序的过程中，出现了某些突发事件急待处理，CPU必须暂停当前程序的执行，转去处理突发事件，处理完毕后又返回原程序被中断的位置继续执行。 根据中断的来源，中断可分为内部中断和外部中断，内部中断的中断源来自CPU内部(软件中断指令、溢出、除法错误等，例如，操作系统从用户态切换到内核态需借助CPU内部的软件中断)，外部中断的中断源来自CPU外部，由外设提出请求。 根据中断是否可以屏蔽，中断可分为可屏蔽中断与不可屏蔽中断(NMI)，可屏蔽中断可以通过设置中断控制器寄存器等方法被屏蔽，屏蔽后，该中断不再得到响应，而不可屏蔽中断不能被屏蔽。 根据中断入口跳转方法的不同，中断可分为向量中断和非向量中断。采用向量中断的CPU通常为不同的中断分配不同的中断号，当检测...

简述 异步通知的意思是：一旦设备就绪，则主动通知应用程序，这样应用程序根本就不需要查询设备状态，这一点非常类似于硬件上“中断”的概念，比较准确的称谓是“信号驱动的异步I/O”。信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，在原理上，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。 下图呈现了阻塞I/O，结合轮询的非阻塞I/O及基于SIGIO的异步通知在时间先后顺序上的不同。 信号 信号(signal)是一种异步通知机制，它用于向进程发送通知。内核可以通过向进程发送信号来通知它们发生了某些事件。进程可以通过使用信号处理函数来处理这些信号。在Linux内核中，每个信号都有一个...

简述 在Linux内核中，I/O操作可以是阻塞或非阻塞的。 阻塞I/O是指进程在进行I/O操作时会一直等待直到操作完成。在这种情况下，进程会被挂起，直到I/O操作完成。这种方式可以确保操作的完整性，但可能会导致进程长时间等待，从而影响应用程序的响应速度。 非阻塞I/O是指进程在进行I/O操作时不会一直等待，而是立即返回。如果I/O操作还没有完成，则进程可以继续执行其他操作。这种方式可以提高应用程序的响应速度，但可能会导致I/O操作不完整或错误。关系如下： 在Linux内核中，可以使用select、poll、epoll等系统调用来实现非阻塞I/O。这些系统调用可以监视多个文件描述符，并在其中任何一个变为“就绪”时通知进程。这样，进程可以在I/O操作完成之前继续进行其他操作，而...