Linux中的所有驱动程序都在相同的上下文或不同的上下文中工作?

时间:2013-11-22 10:21:54

标签: c linux linux-kernel kernel virtual-address-space

Linux中的所有驱动程序在相同的上下文(内核空间的地址空间)中运行,或者每个驱动程序在不同的环境中运行(类似于不同进程在用户空间中的不同地址空间中的工作方式)?

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在x86-Linux中,32位,所有驱动程序都在所谓的内核模式下运行(由于英特尔组织其CPU保护方案的方式,有时称为环0模式)。 当进程调用驱动程序时(例如,您发出对设备驱动程序的read()系统调用),驱动程序内部会有一个执行的函数。该功能被称为在该流程的上下文中执行

这意味着驱动程序函数在调用进程的内存映射中执行。这意味着驱动程序函数不仅可以访问存储在内核保留地址(虚拟地址0xC0000000及更高版本)中的自身变量和结构,还可以访问用户调用进程的变量和代码。这允许copy_to_user()copy_from_user()等函数能够与用户调用进程交换信息。

回想一下,Linux中任何进程的内存映射都有两个部分:用户进程可用的最大3GB内存的一大部分。此内存对于该进程是私有的。 1GB的另一部分用于内核。此部分在所有用户进程的内存映射中共享。驱动程序的代码,堆栈和全局变量位于此1GB空间内。

还有另一个上下文:中断上下文。 Linux驱动程序可以为硬件中断安装处理程序。当触发此中断时,执行处理程序,但这次,它将在当时正在执行的任何进程的上下文中执行(即,尚未从用户进程调用处理程序)

典型的驱动程序是函数集合,其中大部分是在进行系统调用的用户进程请求时执行的,所以大多数时候,正在执行驱动程序(实际上是它的一个实例)在特定用户进程的上下文中(但与用户进程中的代码不同,驱动程序以所有权限执行)。驱动程序的某些部分可能被其他内核函数异步调用,因此它们可能在另一个上下文中执行,与使用该驱动程序的进程无关。

还要记住,多个用户进程可能正在使用驱动程序,因此每个进程在其自己的上下文中执行相同的代码。应该写一个驱动程序,以便重新输入,以避免副作用。