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linux kernel的中断子系统之（八）：softirq

作者：linuxer 发布于：2014-10-24 11:53 分类：中断子系统

对于中断处理而言，linux将其分成了两个部分，一个叫做中断handler（top half），是全程关闭中断的，另外一部分是deferable task（bottom half），属于不那么紧急需要处理的事情。在执行bottom half的时候，是开中断的。有多种bottom half的机制，例如：softirq、tasklet、workqueue或是直接创建一个kernel thread来执行bottom half（这在旧的kernel驱动中常见，现在，一个理智的driver厂商是不会这么做的）。本文主要讨论softirq机制。由于tasklet是 基于softirq的，因此本文也会提及tasklet，但主要是从需求层面考虑，不会涉及其具体的代码实现。

在普通的驱动中一般是不会用 到softirq，但是由于驱动经常使用的tasklet是基于softirq的，因此，了解softirq机制有助于撰写更优雅的driver。 softirq不能动态分配，都是静态定义的。内核已经定义了若干种softirq number，例如网络数据的收发、block设备的数据访问（数据量大，通信带宽高），timer的deferable task（时间方面要求高）。本文的第二章讨论了softirq和tasklet这两种机制有何不同，分别适用于什么样的场景。第三章描述了一些 context的概念，这是要理解后续内容的基础。第四章是进入softirq的实现，对比hard irq来解析soft irq的注册、触发，调度的过程。

注：本文中的linux kernel的版本是3.14

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标签: 软中断 softirq

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Linux common clock framework(2)_clock provider

作者：wowo 发布于：2014-10-23 23:49 分类：电源管理子系统

本文接上篇文章，从clock driver的角度，分析怎么借助common clock framework管理系统的时钟资源。换句话说，就是怎么编写一个clock driver。

由于kernel称clock driver为clock provider（相应的，clock的使用者为clock consumer），因此本文遵循这个规则，统一以clock provider命名。

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标签: Linux framework clock provider dts

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Linux common clock framework(1)_概述

作者：wowo 发布于：2014-10-20 23:06 分类：电源管理子系统

common clock framework是用来管理系统clock资源的子系统，根据职能，可分为三个部分：

1）向其它driver提供操作clocks的通用API。

2）实现clock控制的通用逻辑，这部分和硬件无关。

3）将和硬件相关的clock控制逻辑封装成操作函数集，交由底层的platform开发者实现，由通用逻辑调用。

因此，蜗蜗会将clock framework的分析文章分为3篇：

第一篇为概述和通用API的使用说明，面向的读者是使用clock的driver开发者，目的是掌握怎么使用clock framework（就是本文）；

第二篇为底层操作函数集的解析和使用说明，面向的读者是platform clock driver的开发者，目的是掌握怎么借助clock framework管理系统的时钟资源；

第三篇为clock framework的内部逻辑解析，面向的读者是linux kernel爱好者，目的是理解怎么实现clock framework。

注1：任何framework的职能分类都是如此，因此都可以按照这个模式分析。

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标签: Linux framework clock API

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Linux内核同步机制之（二）：Per-CPU变量

作者：linuxer 发布于：2014-10-16 11:17 分类：内核同步机制

本文主要介绍了linux kernel中的per cpu变量的源由，接口以及具体的实现。

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标签: 内核同步 Per-CPU变量

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Linux内核同步机制之（一）：原子操作

作者：linuxer 发布于：2014-10-10 17:56 分类：内核同步机制

本文主要描述了ARM linux中的原子操作相关的内容。

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标签: 原子操作 atomic 内核同步

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Linux电源管理(11)_Runtime PM之功能描述

作者：wowo 发布于：2014-10-8 23:32 分类：电源管理子系统

终于可以写Runtime PM了，说实话，蜗蜗有点小激动。因为从个人的角度讲，我很推崇使用Runtime PM进行日常的动态电源管理，而不是suspend机制。

软件工程的基本思想就是模块化：高内聚和低耦合。通俗地讲呢，就是“各人自扫门前雪”，尽量扫好自己的（高内聚），尽量不和别人交互（低耦合）。而Runtime PM正体现了这一思想：每个设备（包括CPU）都处理好自身的电源管理工作，尽量以最低的能耗完成交代的任务，尽量在不需要工作的时候进入低功耗状态，尽量不和其它模块有过多耦合。每个设备都是最节省的话，整个系统一定是最节省的，最终达到无所谓睡、无所谓醒的天人合一状态。

讲到这里想到自己的一则趣事：大学时，蜗蜗是寝室长，但不爱打扫卫生，于是就提出一个口号，“不污染，不治理；谁污染，谁治理”。结果呢，大家猜就是了，呵呵。言归正传，开始吧。

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标签: Linux PM 电源管理 runtime rpm

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Linux设备模型(9)_device resource management

作者：wowo 发布于：2014-9-24 23:28 分类：统一设备模型

蜗蜗建议，每一个Linux驱动工程师，都能瞄一眼本文。

之所以用“瞄”，因此它很简单，几乎不需要花费心思就能理解。之所有这建议，是因为它非常实用，可以解答一些困惑，可以使我们的代码变得简单、简洁。先看一个例子：

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标签: Linux 设备模型 设备资源管理 devres

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Linux kernel中断子系统之（五）：驱动申请中断API

作者：linuxer 发布于：2014-9-22 18:33 分类：中断子系统

本文主要的议题是作为一个普通的驱动工程师，在撰写自己负责的驱动的时候，如何向Linux Kernel中的中断子系统注册中断处理函数？为了理解注册中断的接口，必须了解一些中断线程化（threaded interrupt handler）的基础知识，这些在第二章描述。第三章主要描述了驱动申请 interrupt line接口API request_threaded_irq的规格。第四章是进入request_threaded_irq的实现细节，分析整个代码的执行过程。

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标签: request_threaded_irq

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Linux电源管理(10)_autosleep

作者：wowo 发布于：2014-9-18 23:42 分类：电源管理子系统

Autosleep也是从Android wakelocks补丁集中演化而来的（Linux电源管理(9)_wakelocks），用于取代Android wakelocks中的自动休眠功能。它基于wakeup source实现，从代码逻辑上讲，autosleep是一个简单的功能，但背后却埋藏着一个值得深思的话题：

计算机的休眠（通常是STR、Standby、Hibernate等suspend操作），应当在什么时候、由谁触发？

蜗蜗在“Linux电源管理(2)_Generic PM之基本概念和软件架构”中有提过，在传统的操作场景下，如PC、笔记本电脑，这个问题很好回答：由用户、在其不想或不再使用时。

但在移动互联时代，用户随时随地都可能使用设备，上面的回答就不再成立，怎么办？这时，Android提出了“Opportunistic suspend（这个词汇太传神了，很难用简洁的中文去翻译，就不翻译了）”的理论，通俗的讲，就是“逮到机会就睡”。而autosleep功能，无论是基于Android wakelocks的autosleep，还是基于wakeup source的autosleep，都是为了实现“Opportunistic suspend”。

相比较“对多样的系统组件单独控制”的电源管理方案（如Linux kernel的Dynamic PM），“Opportunistic suspend”是非常简单的，只要检测到系统没有事情在做（逮到机会），就suspend整个系统。这对系统的开发人员（特别是driver开发者）来说，很容易实现，几乎不需要特别处理。

但困难的是，“系统没有事情在做”的判断依据是什么？能判断准确吗？会不会浪费过多的资源在"susend->resume-supsend…”的无聊动作上？如果只有一个设备在做事情，其它设备岂不是也得陪着耗电？等等…

所以，实现“Opportunistic suspend”机制的autosleep功能，是充满争议的。说实话，也是不优雅的。但它可以解燃眉之急，因而虽然受非议，却在Android设备中广泛使用。

其实Android中很多机制都是这样的（如wakelocks，如binder，等等），可以这样比方：Android是设计中的现实主义，Linux kernel是设计中的理想主义，当理想和现实冲突时，怎么调和？不只是Linux kernel，其它的诸如设计、工作和生活，都会遇到类似的冲突，怎么对待？没有答案，但有一个原则：不要偏执，不要试图追求非黑即白的真理！

我们应该庆幸有Android这样的开源软件，让我们可以对比，可以思考。偏题有点远，言归正传吧，去看看autosleep的实现。

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标签: Linux PM 电源管理 autosleep

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Linux电源管理(9)_wakelocks

作者：wowo 发布于：2014-9-14 23:17 分类：电源管理子系统

wakelocks是一个有故事的功能。

wakelocks最初出现在Android为linux kernel打的一个补丁集上，该补丁集实现了一个名称为“wakelocks”的系统调用，该系统调用允许调用者阻止系统进入低功耗模式（如idle、suspend等）。同时，该补丁集更改了Linux kernel原生的电源管理执行过程（kernel/power/main.c中的state_show和state_store），转而执行自定义的state_show、state_store。

这种做法是相当不规范的，它是典型的只求实现功能，不择手段。就像国内很多的Linux开发团队，要实现某个功能，都不去弄清楚kernel现有的机制、框架，牛逼哄哄的猛干一番。最后功能是实现了，可都不知道重复造了多少轮子，浪费了多少资源。到此打住，Android的开发者不会这么草率，他们推出wakelocks机制一定有一些苦衷，我们就不评论了。

但是，虽然有苦衷，kernel的开发者可是有原则的，死活不让这种机制合并到kernel分支（换谁也不让啊），直到kernel自身的wakeup events framework成熟后，这种僵局才被打破。因为Android开发者想到了一个坏点子：不让合并就不让合并呗，我用你的机制（wakeup source），再实现一个就是了。至此，全新的wakelocks出现了。

所以wakelocks有两个，早期Android版本的wakelocks几乎已经销声匿迹了，不仔细找还真找不到它的source code（这里有一个链接，但愿读者看到时还有效，drivers/android/power.c）。本文不打算翻那本旧黄历，所以就focus在新的wakelocks上（drivers/power/wakelock.c，较新的kernel都支持）。

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标签: Linux 电源管理 wakelock Android

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