我正在研究数据采集系统的设备驱动程序。有一个pci设备可以定期同时提供输入和输出数据。然后linux mod管理循环缓冲区中的数据，这些缓冲区通过文件操作进行读写。
系统的数据吞吐量相对较低，它接收的速度超过750,000字节/秒，每秒传输的速度超过150,000字节。
有一个小的用户空间实用程序，可以在循环中写入和读取数据以进行测试。
以下是驱动程序代码的一部分（为简单起见，省略了与循环缓冲区相关的所有代码。其他地方的PCI设备初始化处理，而pci_interupt不是中断处理程序的真正入口点）
#include <linux/sched.h>
#include <linux/wait.h>
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(wq_head);
static ssize_t read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
DECLARE_WAITQUEUE(wq, current);
if(count == 0)
return 0;
add_wait_queue(&wq_head, &wq);
do
{
set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
if(/*There is any data in the receive buffer*/)
{
/*Copy Data from the receive buffer into user space*/
break;
}
schedule();
} while(1);
set_current_state(TASK_RUNNING);
remove_wait_queue(&wq_head, &wq);
return count;
}
static ssize_t write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) {
/* Copy data from userspace into the transmit buffer*/
}
/* This procedure get's called in real time roughly once every 5 milliseconds,
It writes 4k to the receiving buffer and reads 1k from the transmit buffer*/
static void pci_interrupt() {
/*Copy data from PCI dma buffer to receiving buffer*/
if(/*There is enough data in the transmit buffer to fill the PCI dma buffer*/) {
/*Copy from the transmit buffer to the PCI device*/
} else {
/*Copy zero's to the PCI device*/
printk(KERN_ALERT DEVICE_NAME ": Data Underflow. Writing 0's'");
}
wake_up_interruptible(&wq_head);
}
上述代码长时间运行良好，但每12-18小时就会出现数据下溢错误。导致写入零。
我的第一个想法是，由于用户空间应用程序不是真正实时的，它的读取和写入操作之间的时间延迟偶尔会变得太大而导致失败。但是，我尝试在用户空间中更改读写的大小，并更改用户空间应用程序的优点，这对错误的频率没有影响。
对错误的性质我认为上述三种方法中存在某种形式的竞争条件。我不确定linux内核等待队列是如何工作的。
上面的阻塞读取方法是否有一个不错的替代方法，或者是否存在其他可能导致此行为的错误。
系统信息：
Linux版本：Ubuntu 16.10
Linux内核：linux-4.8.0-lowlatency
芯片组：Intel Celeron N3150 / N3160四核2.08 GHz SoC
TL; DR：上述代码每12-18小时就会出现一次下溢错误，这是一种更好的方法来阻止代码中的IO或某些竞争条件。