驱动开发学习20250520

写时复制(CoW)

  • 目的:进行数据修改操作时,不是马上复制整个数据对象,而是要等到真正需要修改数据的那个时刻才执行复制操作。
  • PTE(页表项)被添加到进程页面表中,并被标记为不可写入
  • 该映射导致在进程VMA(虚拟内存列表)列表中创建VMA。页面被添加到该VMA,并将该VMA标记为可写入
  • 在页面访问时,故障处理程序注意到差异,这就是写时复制。然后将分配物理页面,该页面被指定给上面添加的PTE,更新PTE标志,刷新TLB项,执行do_wp_page()函数,该函数可以将共享地址中的内容复制到新位置

使用I/O内存访问硬件

  • 端口输入输出(PIO):寄存器可通过专用总线访问(端口地址空间共65536个)
  • 内存映射输入输出(MMIO):设备的寄存器映射到内存,读取或写入特定地址即可写入设备的寄存器。

内存映射

kmap():用于将指定的页面映射到内核地址空间

void *kmap(struct page *page);

page指针指向要映射的struct page。当分配高端内存页时不能直接寻址,必须调用kmap()函数将高端内存暂时映射到内核地址空间(在不需要该内存时应立即撤销)。该映射持续到调用kunmap()位置

void kunmap(struct page *page);

Linux缓存系统

缓存:将经常访问或新写入的数据从称作缓存的更快的小存储器提取或写入其中的过程

脏内存:缓存的内容被修改后尚未写回磁盘

缓存策略的优点:

  • 减少数据访问延迟,从而提高应用程序性能
  • 延长存储寿命
  • 减少系统负载
  • 减少数据丢失风险

缓存算法策略:

  • 直写式缓存:所有写操作会自动更新内存缓存和永久存储器
  • 绕写式缓存:立即使缓存失效,所有后续数据读取都只能从磁盘获取数据
  • 回写式缓存:当发生更改时将数据写入缓存,先不更新主存储其中的相应位置。页面缓存中对应的页面标记为脏,并将其添加到由内核维护的列表中,数据只有在指定的时间间隔或某个条件下才写入永久存储器的相应位置。当页面中的数据与页面缓存中的数据一致时,内核会从该列表中移除页面,不再把它们标记为脏
    刷新线程(脏页回写)条件:
  • 当空闲内存低于指定阈值时,重新获得脏页所消耗的内存
  • 脏数据持续到指定的时间段时,最旧的数据被写回磁盘,确保脏数据不会无限期的保持脏状态
  • 当用户进程调用sync()和fsync()系统调用时,按需回写
相关推荐
Hey小孩12 小时前
[个人总结] LDD3:3.字符驱动 - scull(4)
linux·驱动开发
春日见1 天前
控制算法:PP(纯跟踪)算法
linux·人工智能·驱动开发·算法·机器学习
一路往蓝-Anbo1 天前
第五篇:硬件接口的生死劫 —— GPIO 唤醒与测量陷阱
c语言·驱动开发·stm32·单片机·嵌入式硬件
春日见2 天前
控制算法:PID算法
linux·运维·服务器·人工智能·驱动开发·算法·机器人
A-花开堪折2 天前
Qemu-NUC980(十一):SPI Controller
linux·arm开发·驱动开发·嵌入式硬件
yuanmenghao2 天前
自动驾驶中间件iceoryx - 同步与通知机制(一)
开发语言·网络·驱动开发·中间件·自动驾驶
欢乐熊嵌入式编程2 天前
嵌入式 LCD 驱动开发全流程详解
驱动开发·嵌入式开发·嵌入式学习·嵌入式如何快速入门
yuanmenghao2 天前
CAN系列 — (6) CAN FD 带宽、CPU、中断:工程上是如何一起算的?
网络·驱动开发·单片机·mcu·自动驾驶·信息与通信
食咗未2 天前
Linux tcpdump工具的使用
linux·服务器·网络·驱动开发·tcp/ip·测试工具·tcpdump
咕噜咕噜万3 天前
ATDD实践:验收测试驱动开发的完整方法论与工具链
驱动开发