1,内存空间与IO空间 1)I/O 映射方式(I/O-mapped) 典型地,如X86处理器为外设专门实现了一个单独的地址空间,称为"I/O地址空间"或者"I/O端口空间",CPU通过专门的I/O指令(如X86的IN和OUT指令)来访问这一空间中的地址单元. 2)内存映射方式(Memory-mapped)  RISC指令系统的CPU(如ARM.PowerPC等)通常只实现一个物理地址空间(不提供IO空间),外设I/O端口成为内存的一部分.此时,CPU可以象访问一个内…

在前面学习网络编程时,曾经学过I/O模型 Linux 系统应用编程——网络编程(I/O模型),下面学习一下I/O模型在设备驱动中的应用. 回顾一下在Unix/Linux下共有五种I/O模型,分别是: a -- 阻塞I/Ob -- 非阻塞I/Oc -- I/O复用(select和poll)d -- 信号驱动I/O(SIGIO)e -- 异步I/O(Posix.1的aio_系列函数) 下面我们先学习阻塞I/O.非阻塞I/O .I/O复用(select和poll),先学习一下基础概念 a -- 阻塞 …

名词解释 内存空间与IO空间 内存空间是计算机系统里面非系统内存区域的地址空间,现在的通用X86体系提供32位地址,寻址4G字节的内存空间,但一般的计算机只安装256M字节或者更少的内存,剩下的高位内存就被用于PCI或者AGP及系统桥设备的使用上面,主机可以像访问系统内存一样访问这些高端内存,这样对于扩展的设备有更大的空间. Linux用户空间与内核空间 IO空间是X86系统上面的专用空间,现在的IO空间大小是64K字节,从0x0000到0xffff,可以供设备使用,比如南桥很多的设备就是挂在I…

7.1 阻塞与非阻塞 IO 阻塞操作是指在执行设备操作的时候,若不能获取资源,则挂起进程直到满足可操作的条件后再进行操作.被挂起的进程进入睡眠状态,被从调度器的运行队列移走,直到等待的条件被满足. 非阻塞操作的进程在不能进行设备操作时,并不挂起,要么放弃,要么不停的查询,直到可以进行操作为止. 驱动程序应提供这样的能力:当应用程序进行 read().write()等系统调用时,若设备的资源不能获取,而用户又希望以阻塞的方式访问设备,驱动程序应在设备驱动的 xxx_write().xxx_read…

7.2 轮询 7.2.1 介绍 在用户程序中的 select() 和 poll() 函数最终会使设备驱动中的 poll() 函数被执行. 设备驱动程序中的轮询函数原型: /** 用于询问设备是否可以非阻塞的读写.当询问条件未触发时,用户空间进行 select() 和 poll() 将引起进程阻塞 */ unsigned int (*poll) (struct file *filp, struct poll_table_struct *wait); wait:轮询表指针. 这个函数应该进行两项工作…

    阻塞,就是在获取资源的时候,不能获取到,那么就会将当前的进程挂起(睡眠,也就是将当前进程从调度器拿走了,不会调度当前进程),直到满足条件为止再进行操作.相反,非阻塞,就是即使不能获取到资源,非阻塞的进程是,要么是直接放弃,要么就不停地的进行查询,直到满足为止.       当上层 read 或者 write 的时候,希望是阻塞地去获取资源时候,那么底层的驱动,就应该去以阻塞的方式去实现:而当是希望以非阻塞的方式的时候,当不慢满足的时候,就立即返回,且应用层收到 –EAGAIN 的返回值.…

IO模型 linux系统IO分为内核准备数据和将数据从内核拷贝到用户空间两个阶段. 这张图大致描述了数据从外部磁盘向运行中程序的内存中移动的过程. 用户空间.内核空间 现在操作系统都是采用虚拟存储器,那么对32位操作系统而言,它的寻址空间(虚拟储存空间)为4G(2的32次方).操作系统的核心是内核,独立于普通的应用程序,可以访问受保护的内存空间,也有访问底层硬件设备的所有权限.为了保证用户进程不能直接操作内核,保证内核的安全,操作系统将虚拟空间划分为两个部分,一个部分为内核空间,一部分为用户空间…

本节对内外存访问做详细的介绍. 驱动程序加载成功的一个关键因素,就是内核能够为驱动程序分配足够的内存空间.这些空间一部分用于驱动程序必要的数据结构,另一部分用于数据的交换.同时,内核也应该具有访问外部设备端口的能力.一般来说,外部设备被连接到内存空间或者I/O空间中. 内存分配 内核态的内存分配函数 kmalloc() 此函数在物理内存中为程序分配一个连续的存储空间.这个存储空间的数据不会被清零,也就是保存内存中原有的数据. kmalloc()函数能够分配32字节.64字节.128字节.....…

异步通知概念: 异步通知的意识是,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的“中断”概念,比较准确的称谓是“信号驱动的异步IO”,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是一样的.信号是异步的,一个进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. 异步通知与设备访问: 阻塞IO意味着一直等待设备可访问后访问:非阻塞IO使用poll意味着查询设备是否可以访问…

[基本概念] 1.阻塞 阻塞操作是指在执行设备操作时,托不能获得资源,则挂起进程直到满足操作所需的条件后再进行操作.被挂起的进程进入休眠状态(不占用cpu资源),从调度器的运行队列转移到等待队列,直到条件满足. 2.非阻塞 非阻塞操作是指在进行设备操作是,若操作条件不满足并不会挂起,而是直接返回或重新查询(一直占用CPU资源)直到操作条件满足为止. 当用户空间的应用程序调用read(),write()等方法时,若设备的资源不能被获取,而用户又希望以阻塞的方式来访问设备,驱动程序应当在设备驱动层的…