分享

linux驱动程序学习4

 LongAnla 2015-10-19
对于驱动程序设计来说,核心问题之一就是如何完成调试。当前常用的驱动调试技术可分为:
1,打印调试
2,调试器调试
3,查询调试
打印调试:在调试应用程序时,最常用的调试技术是打印,就是在应用程序中合适的点调用printf。当调试内核代码的时候,可以用printk完成类似任务。
在驱动开发时,printk非常有助于调试。但当正式发行驱动程序时,应该去掉这些打印语句,但你可能很快又发现,你又需要在驱动程序中实现一个新功能(或者修复一个bug),这时你又要用到那些被删除的打印语句。这里介绍一种使用printk的合理方法,可以全局地打开或关闭它们,而不是简单地删除。
#ifdef PDEBUG
#define PLOG(fmt,args...) printk(KERN_DEBUG "scull:"fmt,##args)
#else
#define PLOG(fmt,args...)  /*do nothing*/
#endif
在 Makefile 中作如下修改:
DEBUG=y
ifeq ($(DEBUG),y)
DEBFLAGS = -o2 -g -DPDEBUG
else
DEBFLAGS = -o2
endif
CFLAGS +=$(DEBFLAGS)
并发控制:
并发:多个执行单元同时被执行
竞态:并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局变量等)的访问导致的竞争状态
例:
if (copy_from_user(&(dev->data[pos]),buf,count))
ret = -EFAULT;
goto out;
假设有2个进程试图同时向一个设备的相同位置写入数据,就会造成数据混乱。
处理并发的常用技术是加锁或者互斥,即确保在任何时间只有一个执行单元可以操作共享资源。在linux内核中主要通过semaphore机制和spin_lock机制实现。
linux内核的信号量在概念和原理上与用户态的信号量是一样的,但是它不能在内核之外使用,它是一种睡眠锁。如果有一个任务想要获得已经被占用的信号量时,信号量会将这个进程放入一个等待队列,然后让其睡眠。当持有信号量的进程将信号释放后,处于等待队列中的任务将被唤醒,并让其获得信号量。
信号量在创建时需要设置一个初始值,表示允许有几个任务同时访问该信号量保护的共享资源,初始值为1就变成互斥锁(Mutex),即同时只能有一个任务可以访问信号量保护的共享资源。
当任务访问完被信号量保护的共享资源后,必须释放信号量,释放信号量通过把信号量的值加1实现,如果释放后信号量的值为非正数,表明有任务等待当前信号量,因此要唤醒等待该信号量的任务。
信号量的实现也是与体系结构相关的,定义在中, struct semaphore类型用来表示信号量。
1,定义信号量
struct semaphore sem;
2,初始化信号量
void sema_init(struct semaphore *sem,int val)
该函数用于初始化设置信号量的初值,它设置信号量sem的值为val
void init_MUTEX(struct semaphore *sem)
该函数用于初始化一个互斥锁,即它把信号量sem的值设置为1.
void init_MUTEX_LOCKED(struct semaphore *sem)
该函数也用于初始化一个互斥锁,但它把信号量sem的值设置为0,即一开始就处在已锁状态.
定义与初始化的工作可由如下宏一步完成:
DECLARE_MUTEX(name)
定义一个信号量name,并初始化它的值为1
DECLARE_MUTEX_LOCKED(name)
定义一个信号量name,但把它的初始值设置为0,即锁在创建时就处在已锁状态。
3,获取信号量
void down(struct semaphore *sem)
获取信号量sem,可能会导致进程睡眠,因此不能在中断上下文使用该函数。该函数将把sem的值减1,如果信号量sem的值非负,就直接返回,否则调用者将被挂起,直到别的任务释放该信号量才能继续运行。
int down_interruptible(struct semaphore *sem)
获取信号量sem,如果信号量不可用,进程将被置为TASK_INTERRUPTIBLE类型的睡眠状态。该函数由返回值来区分是正常返回还是被信号中断返回,如果返回0,表示获得信号量正常返回,如果被信号打断,返回-EINTR。
down_killable(struct semaphore *sem)
获取信号量sem.如果信号量不可用,进程将被置为TASK_KILLABLE类型的睡眠状态。
注:
down()函数现已不建议继续使用,建议使用down_killable()或down_interruptible()函数。
4.释放信号量
void up(struct semaphore *sem)
该函数释放信号量sem,即把sem的值加1,如果sem的值为非正数,表明有任务等待该信号量,因此唤醒这些等待者。
自旋锁:
自旋锁最多只能被一个可执行单元持有。自旋锁不会引起调用者睡眠,如果一个执行线程试图获得一个已经被持有的自旋锁,那么线程就会一直进行忙循环,一直等待下去,在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,“自旋”就是这个意思。
spin_lock_init(x)
该宏用于初始化自旋锁x,自旋锁在使用前必须先初始化。
spin_lock(lock)
获取自旋锁lock,如果成功,立即获得锁,并马上返回,否则它将一直自旋在那里,直到该自旋锁的保持者释放。
spin_trylock(lock)
试图获取自旋锁lock,如果能立即获得锁,并返回真,否则立即返回假。它不会一直等待被释放。
spin_unlock(lock)
释放自旋锁lock,它与spin_trylock或spin_lock配对使用。
信号量可能允许有多个持有者,而自旋锁在任何时候只能允许一个持有者。当然也有信号量叫互斥信号量(只能一个持有者),允许有多个持有者的信号量叫计数信号量。
信号量适合于保持时间较长的情况;而自旋锁适合于保持时间非常短的情况,在实际应用中自旋锁控制的代码只有几行,而持有自旋锁的时间也一般不会超过两次上下文切换的时间,因为线程一旦要进行切换,就至少花费切出切入两次,自旋锁的占用时间如果远远长于两次上下文切换,我们就应该选择信号量。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多