Intel采用双独立总线(英语:Dual Independent Bus,DIB),使用外部的前端总线到主系统存储器,和内部的后端总线于一个或多个中央处理器、CPU缓存间。CPU 里面的内存接口,直接和系统总线通信,然后系统总线再接入一个 I/O 桥接器(I/O Bridge)。这个 I/O 桥接器,一边接入了我们的内存总线,使得我们的 CPU 和内存通信;另一边呢,又接入了一个 I/O 总线,用来连接 I/O 设备。
现在越来越多的产品具有M core和A core的异构架构,既能达到M核的实时要求,又能满足A核的生态和算力。比如NXP的i.MX8系列、瑞萨的RZ/G2L系列以及TI的AM62x系列等等。虽然这些处理器的品牌及性能有所不同,但多核通信原理基本一致,都是基于寄存器和中断传递消息,基于共享内存传输数据。
作者: 付汉杰 hankf@xilinx.com hankf@amd.com 测试环境: Vivado/PetaLinux 2021.2, Linux 5.10.0
I/O是input/output的缩写,表示计算机与外接设备之间的数据传输。最常见的I/O类型有磁盘I/O、网络IO。IO和CPU比起来是非常低效的,为了保障应用程序的运行效率,Linux支持多种IO模型。
一、linux网络IO模型:linux将所有外部设备都当作文件处理,对一个文件的读写操作通过调用内核命令执行,返回一个file descriptor(fd 文件描述符),而对于一个socket也有对应的socketFD,描述符是一个数字,指向内核中的一个结构体(文件路径,数据区属性等)。
下面使用IIC子系统框架编写EEPROM的驱动,驱动端代码使用杂项字符设备框架,并且实现了文件指针偏移;在应用层可以将EEPROM当做一个255字节大小的文件进行编程读写。
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通用块层是Linux中的一个重要组件,用于管理不同块设备的统一接口,减少不同块设备的差异带来的影响。它位于文件系统和磁盘驱动之间,类似于Java中的适配器模式,让我们无需关注底层实现,只需提供固定接口即可。
在现代计算机系统中,I/O操作是非常重要的一部分,它们通常包括读取或写入文件、网络通信等。然而,由于I/O操作通常涉及到硬件设备,其速度远远低于CPU和内存的处理速度,因此,如何高效地处理I/O操作,是一个重要的问题。
Linux 的内核将所有外部设备都看做一个文件来操作(一切皆文件),对一个文件的读写操作会调用内核提供的系统命令,返回一个file descriptor(fd,文件描述符)。而对一个socket的读写也会有响应的描述符,称为socket fd(socket文件描述符),描述符就是一个数字,指向内核中的一个结构体(文件路径,数据区等一些属性)。
缓冲I/O是指通过标准库缓存来加速文件的访问,而标准库内部再通过系统调度访问文件。带缓存I/O也叫标准I/O,它符合ANSI C的标准I/O处理,是不依赖系统内核的,所以移植性是比较强的,在使用标准I/O操作的时候为了减少对read()、write()系统调用次数,带缓存I/O就是在用户层再建立一个缓存区,这个缓存区的分配和优化长度等细节都是标准I/O库处理好的,用户不用去关心。
Linux/Unix五种I/O模型 内容来源,侵删。 游双-《Linux高性能服务器编程》 牛客网-Linux高并发服务器开发 ---- 阻塞-blocking 调用者调用了某个函数,然后等待这个函数返回,在这期间什么都不做,不停的去检查这个函数有没有返回,应用程序必须等这个函数返回才能进行下一步的动作。 即,针对阻塞I/O执行的系统调用可能因为无法立即完成而被操作系统挂起,直到等待的时间发生为止,才可以继续执行下一步的操作。 可能被阻塞的系统调用包括accept、send、rec
在Linux操作系统中,I/O(输入/输出)模型是一套定义如何处理数据读写的机制,它对系统性能有着重要影响。为了适应不同的应用场景和性能需求,Linux抽象出了多种I/O模型。每种模型都有其独特的特点、底层原理、优劣势以及适用场景。🤓
Regmap 机制是在 Linux 3.1 加入进来的特性。主要目的是减少慢速 I/O 驱动上的重复逻辑,提供一种通用的接口来操作底层硬件上的寄存器。其实这就是内核做的一次重构。Regmap 除了能做到统一的 I/O 接口,还可以在驱动和硬件 IC 之间做一层缓存,从而能减少底层 I/O 的操作次数。
在设备驱动中使用异步通知可以使得对设备的访问可进行时,由驱动主动通知应用程序进行访问。因此,使用无阻塞I/O的应用程序无需轮询设备是否可访问,而阻塞访问也可以被类似“中断”的异步通知所取代。异步通知类似于硬件上的“中断”概念,比较准确的称谓是“信号驱动的异步I/O”。 1、异步通知的概念和作用 影响:阻塞–应用程序无需轮询设备是否可以访问 非阻塞–中断进行通知 即:由驱动发起,主动通知应用程序 2、linux异步通知编程 2.1 linux信号 作用:linux系统中,异步通知使用信号来实现 函数原型为:
最近在搞IoT的时候,因为没有设备,模拟跑固件经常会缺/dev/xxx,所以我就开始想,我能不能自己写一个驱动,让固件能跑起来?因此,又给自己挖了一个很大坑,不管最后能不能达到我的初衷,能学到怎么开发Linux驱动,也算是有很大的收获了。
虚拟化技术是实现云计算的基石,虚拟化技术主要由三项关键技术构成:CPU 虚拟化、内存虚拟化和 I/O 虚拟化。I/O 虚拟化作为计算、网络与存储的技术交织点,其重要性与复杂性不言而喻。
kvm 驱动,现在已经是linux kernel的一个模块了。其主要负责虚拟机的创建,虚拟内存的分配,VCPU寄存器的读写以及VCPU的运行。
键盘可以说是我们最常使用的输入硬件设备了,但身为程序员的你,你知道「键盘敲入 A 字母时,操作系统期间发生了什么吗」?
在学习和使用计算机的过程中基本绕不开这样一个概念—— I/O ,也即输入/输出,指的是一切操作、程序或设备与计算机之间发生的数据传输过程。
在第二章的计算章节,我们在KVM一节有介绍过QEMU,因相隔较远,这里再将其基本架构做一下简要回顾
它使用 xmake.lua 维护项目构建,相比 makefile/CMakeLists.txt,配置语法更加简洁直观,对新手非常友好,短时间内就能快速入门,能够让用户把更多的精力集中在实际的项目开发上。
以上两个关键点最终都与操作系统的 I/O 模型以及线程(进程)模型相关,我们先详细看一下I/O模型 。
学习 I2C 和 SPI 驱动的时候,针对 I2C 和 SPI 设备寄存器的操作都是通过相关的 API 函数进行操作的。这样 Linux 内核中就会充斥着大量的重复、冗余代码,但是这些本质上都是对寄存器的操作,所以为了方便内核开发人员统一访问 I2C/SPI 设备的时候,为此引入了 Regmap 子系统。
端口(port)是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。几乎每一种外设都是通过读写设备上的寄存器来进行的。CPU通过这些地址即端口向接口电路中的寄存器发送命令,读取状态和传送数据。外设寄存器也称为“I/O端口”,通常包括:控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器三大类,而且一个外设的寄存器通常被连续地编址。
目前我们网络所面临的依然是高并发的问题,就像某cat双11时的情况,瞬间的并发量是惊人的,当然我们会有很多种方法去解决这个问题,本文我们谈论的是单台服务器,如何提高自己对并发请求的处理能力。要想解决这个问题,我们需要先理清楚Unix和类Unix系统的I/O模型。
简言之,virtio 是对于半虚拟化管理程序(para-virtualized hypervisor)中设备的一个抽象层。virtio 是 Rusty Russell 为了支持他自己的虚拟化方案 lguest 而开发的。
1)物理地址:CPU地址总线传来的地址,由硬件电路控制其具体含义。物理地址中很大一部分是留给内存条中的内存的,但也常被映射到其他存储器上(如显存、BIOS等)。在程序指令中的虚拟地址经过段映射和页面映射后,就生成了物理地址,这个物理地址被放到CPU的地址线上。
I/O基础 1、java1.4之前,java对I/O支持不完善,存在以下问题: 没有数据缓冲区,I/O性能存在问题。 没有C或者C++的channel概念,只有输入输出流。 同步式阻塞式I/O通信,通常会导致通信线程被长时间阻塞。 支持的字符集有限,硬件可移植性不好。 2、Linux网络I/O模型 Linux内核将所有外部设备都看作一个文件来操作,对文件的操作都会调用内核提供的系统命令,返回一个fd(文件描述符)。 描述符就是一个数字,它指向内核中的一个结构体(文件路径,数据区等属性)。 fd演示:
官网网址:https://www.nvidia.com/Download/index.aspx?lang=en-us
设备树是一种数据结构,它通过特有的语法格式描述片上片外的设备信息。由BootLoader传递给kernel,kernel进行解析后形成和驱动程序关联的dev结构供驱动代码使用。
学习步骤如下: 1、Linux 基础 安装Linux操作系统 Linux文件系统 Linux常用命令 Linux启动过程详解 熟悉Linux服务能够独立安装Linux操作系统 能够熟练使用Linux系统的基本命令 认识Linux系统的常用服务安装Linux操作系统 Linu
Linux I/O(输入/输出)是操作系统中一个至关重要的组成部分,它涉及到数据在内存🧠、存储设备💾、网络接口🌐等之间的传输过程。在Linux中,I/O操作不仅仅是文件读写那么简单,它包括了一系列复杂的机制和策略,旨在提高数据处理的效率,保证系统的稳定性和性能。📊
在本文中,我们将介绍关于spi-mem Linux内核框架的工作,该框架将允许在SPI NOR设备和常规SPI设备以及SPI NAND设备上复用SPI控制器驱动程序。
在前几篇文章中,我们一块讨论了:在 Linux 系统中,编写字符设备驱动程序的基本框架,主要是从代码流程和 API 函数这两方面触发。
在你使用 Linux 系统时,你可能在系统的进程列表中注意到了名为 "kworker" 的进程。你可能会想知道这个进程是什么,它在做什么,以及为什么有时候它会占用大量的 CPU。在这篇文章中,我们将详细地介绍 kworker 进程,它在系统中的角色,以及如何诊断和解决 kworker 导致的性能问题。
本文主要介绍了我在阅读《深入浅出DPDK》,《DPDK应用基础》这两本书中所划下的知识点
程序员:假如我们执行A,B两个IO操作的时候,如果必须等待A完成后才能执行B那么这个就是
在了解Nginx工作原理之前,我们先来了解下几个基本的概念 以及常见的I/O模型。
在我离职之前,工作内容几乎不涉及到驱动方面的知识。我所要做的内容就是把客户对设备的请求拆分成一个一个的接口,调用驱动的设置进行配置就可以了。当然,至于驱动下面是怎么实现那就要根据具体情况而定了。比如说,有的驱动是芯片厂商直接写好的,假设芯片厂商提供了对应平台的sdk函数,那么驱动的工作就是对这些sdk函数进行封装就可以了,另外一种就是自己编写具体平台的驱动接口了。比如说,现在你需要编写串口、i2c、i2s、FLASH、网卡、LCD、触摸屏、USB驱动了。这个时候,你手里面除了一堆芯片手册,啥也没有。能不能调试成功,就看你自己的了。当然,一般情况下,在特定的平台上会有很多同类型的demo代码,你可以依葫芦画瓢修改一下,除了中断、地址、读写等部分注意一下,大部分的逻辑其实差异不大。至于修改的速度快不快就看你自己的了。
SSD正在迅速扩展它在数据中心中的份额,同旋转介质(HHD)相比,当前的闪存在性能、功耗和机架密度上具有明显优势,随着下一代媒介进入市场,这些优势将持续扩大。
上一篇介绍了linux驱动的概念,以及linux下设备驱动的基本分类情况及其各个分类的依据和差异,这一篇我们来描述如何写一个类似hello world的简单测试驱动程序。而这个驱动的唯一功能就是输出hello world。 在编写具体的实例之前,我们先来了解下linux内核下调试程序的一个重要函数printk以及几个重要概念。 printk类似c语言的printf,是内核中输出打印信息的函数。以后驱动调试中的重要性不言而喻,下面先做一个简单介绍。 printk的级别 日志级别一共有8个级别,printk
我们可以在文章的开始就列出一个列表,列出可能影响Linux操作系统性能的一些调优参数,但这样做其实并没有什么价值。因为性能调优是一个非常困难的任务,它要求对硬件、操作系统、和应用都有着相当深入的了解。如果性能调优非常简单的话,那些我们要列出的调优参数早就写入硬件的微码或者操作系统中了,我们就没有必要再继续读这篇文章了。正如下图所示,服务器的性能受到很多因素的影响。
Linux应用层想要操作kernel层的API,比方想操作相关GPIO或寄存器,能够通过写一个字符设备驱动来实现。
前言 之前写过cuda环境的搭建文章, 这次干脆补全整个深度学习环境的搭建. ---- 开发环境一览 CPU: Intel core i7 4700MQ GPU: NVIDIA GT 750M
SyterKit 是一个纯裸机框架,用于 TinyVision 或者其他 v851se/v851s/v851s3/v853 等芯片的开发板,SyterKit 使用 CMake 作为构建系统构建,支持多种应用与多种外设驱动。同时 SyterKit 也具有启动引导的功能,可以替代 U-Boot 实现快速启动
原言 http://blog.csdn.net/dreamtdp/article/details/8036419
设备的中断会打断内核进程中的正常调度和运行,系统对更高吞吐率的追求势必要求中断服务程序尽量短小精悍。但是,这个良好的愿望往往与现实并不吻合。在大多数真实的系统中,当中断到来时,要完成的工作往往并不会是短小的,它可能要进行较大量的耗时处理。 下图描述了Linux内核的中断处理机制。为了在中断执行时间尽量短和中断处理需完成的工作尽量大之间找到一个平衡点,Linux将中断处理程序分解为两个半部:顶半部和底半部。
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