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非命令队列模式

4 Dec 2024
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非命令队列模式，即 normal 模式。

GE normal 模式的控制流程如下所示：
  • 当用户态通过 open 函数打开 /dev/ge 设备节点，会调用到驱动中的 open。
  • 当用户通过 close 关闭驱动时，会调用到驱动中的 release。
  • 在 open 中主要是实现了模块 clock 的打开操作， 在 release 中实现了模块 clock 的关闭操作。
  • 当用户态有多个用户打开 GE 驱动时，对驱动打开次数进行引用计数。
  • 至少有一个用户打开 GE 驱动时打开 GE 的 clock。
  • 当所有的用户都关闭 GE 驱动时关闭 GE 的 clock。

ge_sw_normal

图 1. 非命令队列模式架构
在 Normal 模式下，用户态可用 ioctl 控制 GE，包括以下几种操作：

  • IOC_GE_VERSION

  • IOC_GE_MODE

  • IOC_GE_FILLRECT

  • IOC_GE_BITBLT

  • IOC_GE_ROTATE

在 normal 模式下，对 IOC_GE_FILLRECT、IOC_GE_BITBLT、IOC_GE_ROTATE 接口的调用是同步的，即硬件执行任务完成后接口调用才会返回。

GE 控制函数

  • 函数 ge_open：打开 GE
    static int ge_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    mutex_lock(&g_data->lock);
    if (g_data->refs == 0) {
        ge_clk_enable(g_data);
    }
    g_data->refs++;
    mutex_unlock(&g_data->lock);

    return nonseekable_open(inode, file);
}
  • 函数 ge_release：关闭 GE
    static int ge_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
    mutex_lock(&g_data->lock);
    if (g_data->refs == 1) {
        ge_clk_disable(g_data);
    }
    g_data->refs--;
    mutex_unlock(&g_data->lock);
    return 0;
}

关键流程设计

在 GE normal 模式下，GE 驱动各种功能通过 ioctrl 调用实现。

每一次 ioctrl 的调用，都包括以下步骤：
  1. GE 参数配置。
  2. GE 模块中断开启。
  3. GE 硬件启动。
  4. GE 等待中断，当前线程进入等待状态，直到收到中断通知。
  5. 硬件完成任务后，关闭中断。

ioctrl 通过 mutex 保护， 确保多线程环境下的安全性。在 normal 模式下，支持多用户同时打开驱动设备节点，并调用 ioctrl。


normal_interrupt

图 2. Normal 模式中断流程
等待中断流程：

  • 在执行 probe 时初始化等待队列：init_waitqueue_head(&data->wait)。

  • 在 ioctl 中调用如下函数，使当前进程在等待队列中睡眠：

    wait_event_timeout(data->wait, data->status, msecs_to_jiffies(GE_TIMEOUT_MS))。

  • 在中断服务程序中调用 wake_up(&data->wait)，唤醒等待队列中的睡眠进程。