Linux驱动 = 驱动框架 + 硬件编程

内联汇编：在C函数中使用汇编代码。 有些算法需要我们手工优化，这时就需要手写汇编代码；或是有时需要调用特殊的汇编指令(比如使用ldrex/strex实现互斥访问)，这都涉及内联汇编。 三种不同的方式实现加法函数 ① C语言实现后的汇编很复杂，需要入栈、出栈等操作，效率不算高。 反汇编查看add函数的一系列汇编操作 ② 使用汇编函数实现加法 单独另起一个add.S汇编文件 会导致最后生成文件的反汇编只有2条指令，提高了效率 ③ 使用内联汇编 内联汇编语法： ①：也可以写作__asm__，表示这是一段内联汇编。 ②：有3个取值：volatile、inline、goto。volatile的意思是易变的、不稳定的，用来告诉编译器不要随便优化这段代码，否则可能出问题。③：汇编指令，用双引号包含起来，每条指令 \n 分开 ④：输出操作数，内联汇编执行时，输出的数据保存在这里 ⑤：输入操作数，内联汇编执行前，输入的数据保存在这里 ⑥：除输出操作数外，还修改了那些寄存器、内存 cc：表示汇编代码会修改“flags register” 操作数中的constraint前还可以加上一些修饰字符，比如“=r”、“+r”、“=&r”。 &：告诉编译器，给我分配一个单独的寄存器，别为了省事跟输入操作数用同一个寄存器。

变量的修改需要读出、修改、写入三个步骤，在这过程中若被别的进程抢占，都会导致同步与互斥原理的失败

原子操作：就是这个操作不会被打断

三条指令分别实现读出、修改、写入 ldrex指令：读入，标记addr为独占访问 strex指令: ①未被抢占时，写入，清除独占标记，返回值Ret = 0。②被抢占，发现非独占，放弃写入，Ret = 1 teq该指令通常用于比较操作数1和操作数2是否相等

使用原子变量实现：只能有一个APP访问驱动程序

valid初始值为1，进入if条件语句执行减1函数后，结果为0，返回值为1，成功返回0；当程序被打断时，由于valid为0，减1后结果为-1，返回值为0，则不执行if语句，返回-EBUSY

Linux内核提供了很多类型的锁，它们可以分为两类： ① 自旋锁(spinning lock)：简单地说就是无法获得锁时，不会休眠，会一直循环等待。 ② 睡眠锁(sleeping lock)：无法获得锁时，当前线程就会休眠；其中又分为互斥量mutex和信号量semaphore。

SMP就是Symmetric Multi-Processors，对称多处理器；UP即Uni-Processor，系统只有一个单核CPU。 对于单CPU系统，自旋锁的自旋功能就去掉了：只剩下禁止抢占、禁止中断。

① spinlock在UP系统中的实现 对于spin_lock()，当前线程正在执行内核态函数时，它是有可能被别的线程抢占，在UP系统中spin_lock()就退化为preempt_disable() 对于spin_lock_irq()，在UP系统中就退化为local_irq_disable()和preempt_disable() 假设程序A要访问临界资源，可能会有中断也来访问临界资源，可能会有程序B也来访问临界资源，那么使用spin_lock_irq()来保护临界资源：先禁止中断防止中断来抢，再禁止preempt防止其他进程来抢。 ②spinlock在SMP系统中的实现

初始化semaphore之后，就可以使用down函数或其他衍生版本来获取信号量，使用up函数释放信号量。 down函数的实现 如果semaphore中的count大于0，那么down函数就可以获得信号量；否则就休眠。在读取、修改count时，要使用spinlock来实现互斥。 休眠时，要把当前进程放在semaphore的wait_list链表中，别的进程释放信号量时去wait_list中把进程取出、唤醒。

up函数的实现 如果有其他进程在等待信号量，则count值无需调整，直接取出第1个等待信号量的进程，把信号量给它，共把它唤醒。 如果没有其他进程在等待信号量，则调整count。

互斥量mutex结构体，metex中的count值，1表示unlocked，0表示locked，还有一类值“负数”表示“locked，并且可能有其他程序在等待”。 mutex_lock函数的fastpath实现

mutex_unlock函数的fastpath实现