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最核心的结构体是irq_desc,之前为了易于理解,我们说在Linux内核中有一个中断数组,对于每一个硬件中断,都有一个数组项,这个数组就是irq_desc数组。
大家好,我是道哥,今天我为大伙儿解说的技术知识点是:【中断程序如何发送信号给应用层】。
ARM和FPGA的交互是这个芯片最重要的部分,PL和PS的交互使用中断是较为快捷的方法,本文使用bram存储数据并通过外部pl端发出中断通知ps端读写数据。程序思路是按键产生中断,按键是直接连到pl端的,驱动产生异步通知,应用开始往BRAM写数据,然后再读取数据(阻塞读取),均打印出来比较
资料中,难免会有一些错误,有任何问题,都可以在github向我提交issue。文中的勘误,我都会更新在github中。点击阅读原文可以直达github。
在内核里,使用gic_chip_data结构体表示GIC,gic_chip_data里有什么?
MPSoC是带ARM处理器和FPGA(PL)的SoC,包含4核A53及其常用外部模块(PS)。A53(PS)使用Arm GIC-400,属于GICv2架构。如果想了解GIC-400的具体细节,请参考文档APU GIC: CoreLink GIC-400 Generic Interrupt Controller, DDI 0471B, r0p1。
Linux内核从3.x开始引入设备树的概念,用于实现驱动代码与设备信息相分离。在设备树出现以前,所有关于设备的具体信息都要写在驱动里,一旦外围设备变化,驱动代码就要重写。引入了设备树之后,驱动代码只负责处理驱动的逻辑,而关于设备的具体信息存放到设备树文件中,这样,如果只是硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化,驱动开发者只需要修改设备树文件信息,不需要改写驱动代码。比如在ARM Linux内,一个.dts(device tree source)文件对应一个ARM的machine,一般放置在内核的"arch/arm/boot/dts/"目录内,比如exynos4412参考板的板级设备树文件就是"arch/arm/boot/dts/exynos4412-origen.dts"。这个文件可以通过$make dtbs命令编译成二进制的.dtb文件供内核驱动使用。
在我们的开发中,检测按键是否触发,无非就两种方法—轮询和中断。作者认为两种方法最大的区别就是CPU的利用率。
看上图,选择122号中断,它是SPI里的122号中断,GIC里的编号是(32+122)=154。
本专栏,用于记录我对Linux内核源码的学习,就像STL源码的那个专栏一样,我知道阅读源码对我的意义。 愿者上钩咯,共同进步。
Linux内核从3.x开始引入设备树的概念,用于实现驱动代码与设备信息相分离。在设备树出现以前,所有关于设备的具体信息都要写在驱动里,一旦外围设备变化,驱动代码就要重写。
前面有篇文章使用杂项设备完成了按键驱动的编写,实现了按键轮询检测,通过read函数向应用层传递按键值,这篇文章使用按键为例,介绍Linux内核里中断的注册方法,使用中断的方式检测按键是否按下,中断在单片机、设备驱动开发里使用的都非常多,可以更加实时的检测到按键触发的情况。
1 PCIe中断 – PCI/PCIe设备中断都是level触发,并且请求信号为低电平有效 – PCI总线一般只有INTA#到INTD#的4个中断引脚,所以PCI多功能设备的func一般不会超过4个,但是共享中断除外
不同的外部设备、不同的体系结构、不同的OS其中断实现机制都有差别,本文对应的OS为linux3.4版本,外部设备为PCI设备、系统为X86。
你是否也和我一样,想要知道当我们轻轻按下电源键,电脑哔的一声响,几行字闪过,然后操作系统的启动画面出现,电脑启动可以被使用,这一系列过程中,电脑到底做了什么呢?
这节课讲解如何在中断系统中使用设备树,也就是用设备树如何描述中断。 中断体系在4.x内核中变化很大,中断体系又跟pinctrl系统密切相关,pinctrl中又涉及GPIO子系统,这样讲下去的话,设备树课程就变成驱动专题了,所以我打算只讲中断体系统,对于pinctrl、gpio等系统留待以后在驱动课程中扩展。
Linux 的同步机制不断发展完善。从最初的原子操作,到后来的信号量,从大内核锁到今天的自旋锁。这些同步机制的发展伴随Linux从单处理器到对称多处理器的过渡;
在高执行级别下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址,这种CPU执行级别就对应着内核态。
如前所述,我们知道异常的处理还是比较简单的,就是给相关的进程发送信号,而且不存在进程调度的问题,所以内核很快就处理完了异常。
所以,当网卡接收到数据包后,要通知 Linux 内核有数据需要处理。另外,网卡驱动应该提供让 Linux 内核把数据把发送出去的接口。
OS的正常工作依赖于存储程序原理、堆栈、中断三个部分。 linux内核从一个初始化上下文环境的函数开始执行,即start_kernel函数,创建多个进程或者fork(创建一个与原来进程几乎完全相同的进程)若干进程,我们为每个进程维护一个进程描述和以及进程间的关系PCB。 当中断发生的时候,如mykernel中就是时钟中断发生之后,接下来OS就会为各进程进行调度,利用Swich_to函数在调度队列中选取出一个适合的进程(系统会根据中断向量号来调用相应的中断异常程序)。由CPU和内核堆栈保存当前进程的各寄存器信息(CPU要做两件工作,一是将当前的eip和esp压入到当前进程的内核栈,二是将esp指向当前进程的内核栈,并将eip指向中断处理入口,进入到内核态。),将eip指向要调度的进程执行的代码区,开始执行。
工作队列常见的使用形式是配合中断使用,在中断的服务函数里无法调用会导致休眠的相关函数代码,有了工作队列机制以后,可以将需要执行的逻辑代码放在工作队列里执行,只需要在中断服务函数里触发即可,工作队列是允许被重新调度、睡眠。
在消费类电子中,功耗是很重要的,甚至项目后期一直在调功耗,看看哪里还可以再省电。由此就有了 Linux 电源管理子系统,该子系统包含很多方面:什么时候可以降帧、什么时候可以关掉其他 CPU core、系统运行时如果某外设很少用需要让它运行时休眠、系统休眠时要保证哪些外设可以唤醒系统。
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总线、设备和驱动模型,如果把它们之间的关系比喻成生活中的例子是比较容易理解的。举个例子,充电墙壁插座安静的嵌入在墙面上,无论设备是电脑还是手机,插座都能依然不动的完成它的使命——充电,没有说为了满足各种设备充电而去更换插座的。其实这就是软件工程强调的高内聚、低耦合概念。
总体而言,Linux操作系统是一个强大、灵活且可定制的操作系统,广泛应用于服务器、嵌入式系统、超级计算机等各种领域。
Procfs 是进程文件系统的缩写,包含一个伪文件系统(启动时动态生成的文件系统),用于通过内核访问进程信息。linux这个文件系统通常被挂载到 /proc 目录。
本文介绍了如何通过Linux内核定时器实现LED灯的闪烁,从硬件的配置、驱动程序以及示例代码方面进行了详细的阐述。通过申请GPIO、配置GPIO、编写驱动程序以及添加设备到内核和加载设备,最终实现了LED灯的闪烁。
本文档对内核的 GPIO 接口使用进行详细的阐述,让用户明确掌握 GPIO 配置、申请等操作的编程方法。
| 导语本文主要是讲Linux的调度系统, 由于全部内容太多,分三部分来讲,本篇是中篇(主要讲抢占和时钟),上篇请看(CPU和中断):Linux调度系统全景指南(上篇),调度可以说是操作系统的灵魂,为了让CPU资源利用最大化,Linux设计了一套非常精细的调度系统,对大多数场景都进行了很多优化,系统扩展性强,我们可以根据业务模型和业务场景的特点,有针对性的去进行性能优化,在保证客户网络带宽前提下,隔离客户互相之间的干扰影响,提高CPU利用率,降低单位运算成本,提高市场竞争力。欢迎大家相互交流学习!
Linux 下的 /proc 文件系统中提供了许多有用的信息,除了基本的CPU使用率、版本号等,你甚至还可以在这里直接看到内核的输出。下面这张表,简单列举 /proc 中文件的含义:
GIC,Generic Interrupt Controller。是ARM公司提供的一个通用的中断控制器。主要作用为:接受硬件中断信号,并经过一定处理后,分发给对应的CPU进行处理。
系统调用是应用程序(包含运行库)与操作系统内核的接口,它决定了应用程序如何与内核打交道。在现在的操作系统系统里,程序运行的时候,本身是没有权利访问系统的资源,由于系统有限的资源有可能被不同的应用程序同时访问,因此,如果不加以保护,各个应用程序的冲突在所难免。所以现代操作系统都尽可能的把冲突的资源保护起来,阻止程序直接访问。这些资源,包括文件、网络、IO、各种设备等。
硬件中断发生频繁,是件很消耗 CPU 资源的事情,在多核 CPU 条件下如果有办法把大量硬件中断分配给不同的 CPU (core) 处理显然能很好的平衡性能。 现在的服务器上动不动就是多 CPU 多核、多网卡、多硬盘,如果能让网卡中断独占1个 CPU (core)、磁盘 IO 中断独占1个 CPU 的话将会大大减轻单一 CPU 的负担、提高整体处理效率。 VPSee 前天收到一位网友的邮件提到了 SMP IRQ Affinity,引发了今天的话题:D,以下操作在 SUN FIre X2100 M2 服务器+
内核Documentation\devicetree\bindings\interrupt-controller\interrupts.txt
◆DPDK是什么 Intel® DPDK全称Intel Data Plane Development Kit,是intel提供的数据平面开发工具集,为Intel architecture(IA)处理器架构下用户空间高效的数据包处理提供库函数和驱动的支持,它不同于Linux系统以通用性设计为目的,而是专注于网络应用中数据包的高性能处理。具体体现在DPDK应用程序是运行在用户空间上利用自身提供的数据平面库来收发数据包,绕过了Linux内核协议栈对数据包处理过程。 ◆DPDK技术介绍 一、主要特点 1、UIO(L
从2.6版本开始引入了platform这个概念,在开发底层驱动程序时,首先要确认的就是设备的资源信息,例如设备的地址, 在2.6内核中将每个设备的资源用结构platform_device来描述,该结构体定义在kernel\include\linux\platform_device.h中:
进程是通过fork系列的系统调用(fork、clone、vfork)来创建的,内核(或内核模块)也可以通过kernel_thread函数创建内核进程。这些创建子进程的函数本质上都完成了相同的功能——将调用进程复制一份,得到子进程。(可以通过选项参数来决定各种资源是共享、还是私有。)
中断是现代 CPU 工作方式中重要的部分。例如:当你每次在键盘上按下一个按键后,CPU 会被中断以使得 PC 读取用户键盘的输入。这个过程发生得相当快,以致于在使用体验上你不会感到任何变化或损害。
在Linux 内核笔记之高层中断处理一文中,介绍了ARM gic中断控制器对于硬中断的处理过程。gic的中断处理程序是从ack一个硬件中断开始的, 在gic的中断处理过程中,会根据中断的映射去寻找对应的虚拟中断号, 再去进行后续的中断处理。gic_handle_irq->handle_domain_irq
最近有很多大侠在交流群里讨论PCI总线,PCI作为高速接口之一,在当下的FPGA产品设计研发中,地位举足轻重,应用广泛,今天给大侠带来PCI Express 系列连载,今天带来第二十五篇,MSI和MSI-X中断机制,包括PowerPC处理器如何处理MSI中断请求(MSI中断机制使用的寄存器、系统软件如何初始化PCIe设备的MSI Capability结构)相关内容。希望对各位大侠的学习有参考价值,话不多说,上货。
与其它常见的文件系统不同的是,/proc是一种伪文件系统(也即虚拟文件系统),存储的是当前内核运行状态的一系列特殊文件,用户可以通过这些文件查看有关系统硬件及当前正在运行进程的信息,甚至可以通过更改其中某些文件来改变内核的运行状态。
该文章介绍了如何通过Linux的配置文件/etc/udev/rules.d/99-com.rules来识别和配置硬件设备,包括触摸板、键盘、鼠标等。作者通过一个实际的例子,展示了如何通过修改/etc/passwd文件来设置用户的UID和GID,以及通过修改/etc/group文件来设置用户的GID。此外,文章还介绍了如何在嵌入式设备中通过移植Linux内核来支持硬件设备的驱动,以及如何在嵌入式设备中使用Qt来开发图形界面应用程序。
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