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    主題:Linux驅(qū)動開發(fā)必看:詳解神秘內(nèi)核(1)

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    Linux驅(qū)動開發(fā)必看:詳解神秘內(nèi)核(1)  發(fā)帖心情 Post By:2010-11-24 11:27:27

    命令行參數(shù)將影響啟動過程中的代碼執(zhí)行路徑。舉一個例子,假設(shè)某命令行參數(shù)為bootmode,如果該參數(shù)被設(shè)置為1,意味著你希望在啟動過程中打印一些調(diào)試信息并在啟動結(jié)束時切換到runlevel的第3級(初始化進(jìn)程的啟動信息打印后就會了解runlevel的含義);如果bootmode參數(shù)被設(shè)置為0,意味著你希望啟動過程相對簡潔,并且設(shè)置runlevel為2。既然已經(jīng)熟悉了init/main.c文件,下面就在該文件中增加如下修改:
    <!--

    Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
    http://www.CodeHighlighter.com/

    -->static unsigned int bootmode = 1;
    static int __init
    is_bootmode_setup(
    char *str)
    {
      get_option(
    &str, &bootmode);
      
    return 1;
    }

    /* Handle parameter "bootmode=" */
    __setup(
    "bootmode=", is_bootmode_setup);

    if (bootmode) {
      
    /* Print verbose output */
      
    /* ... */
    }

    /* ... */

    /* If bootmode is 1, choose an init runlevel of 3, else
       switch to a run level of 2
    */
    if (bootmode) {
      argv_init[
    ++args] = "3";
    }
    else {
      argv_init[
    ++args] = "2";
    }

    /* ... */

      請重新編譯內(nèi)核并嘗試運(yùn)行新的修改。


      2.1.4 Calibrating delay...1197.46 BogoMIPS (lpj=2394935)

      在啟動過程中,內(nèi)核會計(jì)算處理器在一個jiffy時間內(nèi)運(yùn)行一個內(nèi)部的延遲循環(huán)的次數(shù)。jiffy的含義是系統(tǒng)定時器2個連續(xù)的節(jié)拍之間的間隔。正如所料,該計(jì)算必須被校準(zhǔn)到所用CPU的處理速度。校準(zhǔn)的結(jié)果被存儲 target=_blank>存儲在稱為loops_per_jiffy的內(nèi)核變量中。使用loops_per_jiffy的一種情況是某設(shè)備驅(qū)動程序希望進(jìn)行小的微秒級別的延遲的時候。

      為了理解延遲—循環(huán)校準(zhǔn)代碼,讓我們看一下定義于init/calibrate.c文件中的calibrate_ delay()函數(shù)。該函數(shù)靈活地使用整型運(yùn)算得到了浮點(diǎn)的精度。如下的代碼片段(有一些注釋)顯示了該函數(shù)的開始部分,這部分用于得到一個loops_per_jiffy的粗略值:

    <!--

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    -->loops_per_jiffy = (1 << 12); /* Initial approximation = 4096 */
    printk(KERN_DEBUG “Calibrating delay loop...“);
    while ((loops_per_jiffy <<= 1) != 0) {
    ticks
    = jiffies;  /* As you will find out in the section, “Kernel
                         Timers," the jiffies variable contains the
                         number of timer ticks since the kernel
                         started, and is incremented in the timer
                         interrupt handler
    */

      
    while (ticks == jiffies); /* Wait until the start of the next jiffy */
      ticks
    = jiffies;
      
    /* Delay */
      __delay(loops_per_jiffy);
      
    /* Did the wait outlast the current jiffy? Continue if it didn't */
      ticks
    = jiffies - ticks;
      
    if (ticks) break;
    }

    loops_per_jiffy
    >>= 1; /* This fixes the most significant bit and is
                              the lower-bound of loops_per_jiffy
    */

      上述代碼首先假定loops_per_jiffy大于4096,這可以轉(zhuǎn)化為處理器速度大約為每秒100萬條指令,即1 MIPS。接下來,它等待jiffy被刷新(1個新的節(jié)拍的開始),并開始運(yùn)行延遲循環(huán)__delay(loops_per_jiffy)。如果這個延遲循環(huán)持續(xù)了1個jiffy以上,將使用以前的loops_per_jiffy值(將當(dāng)前值右移1位)修復(fù)當(dāng)前l(fā)oops_per_jiffy的最高位;否則,該函數(shù)繼續(xù)通過左移loops_per_jiffy值來探測出其最高位。在內(nèi)核計(jì)算出最高位后,它開始計(jì)算低位并微調(diào)其精度:

    <!--

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    -->loopbit = loops_per_jiffy;

    /* Gradually work on the lower-order bits */
    while (lps_precision-- && (loopbit >>= 1)) {
      loops_per_jiffy
    |= loopbit;
      ticks
    = jiffies;
      
    while (ticks == jiffies); /* Wait until the start of the next jiffy */
    ticks
    = jiffies;

      
    /* Delay */
      __delay(loops_per_jiffy);

      
    if (jiffies != ticks)        /* longer than 1 tick */
        loops_per_jiffy
    &= ~loopbit;
    }

      上述代碼計(jì)算出了延遲循環(huán)跨越j(luò)iffy邊界時loops_per_jiffy的低位值。這個被校準(zhǔn)的值可被用于獲取BogoMIPS(其實(shí)它是一個并非科學(xué)的處理器速度指標(biāo))。可以使用BogoMIPS作為衡量處理器運(yùn)行速度的相對尺度。在1.6G Hz 基于Pentium M的筆記本電腦上,根據(jù)前述啟動過程的打印信息,循環(huán)校準(zhǔn)的結(jié)果是:loops_per_jiffy的值為2394935。獲得BogoMIPS的方式如下:

    <!--

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    -->BogoMIPS = loops_per_jiffy * 1秒內(nèi)的jiffy數(shù)*延遲循環(huán)消耗的指令數(shù)(以百萬為單位)
    = (2394935 * HZ * 2) / (1000000)
    = (2394935 * 250 * 2) / (1000000)
    = 1197.46(與啟動過程打印信息中的值一致)

      在2.4節(jié)將更深入闡述jiffy、HZ和loops_per_jiffy。


      2.1.5 Checking HLT instruction

      由于Linux內(nèi)核支持多種硬件平臺,啟動代碼會檢查體系架構(gòu)相關(guān)的bug。其中一項(xiàng)工作就是驗(yàn)證停機(jī)(HLT)指令。

      x86處理器的HLT指令會將CPU置入一種低功耗睡眠模式,直到下一次硬件中斷發(fā)生之前維持不變。當(dāng)內(nèi)核想讓CPU進(jìn)入空閑狀態(tài)時(查看arch/x86/kernel/process_32.c文件中定義的cpu_idle()函數(shù)),它會使用HLT指令。對于有問題的CPU而言,命令行參數(shù)no-hlt可以禁止HLT指令。如果no-hlt被設(shè)置,在空閑的時候,內(nèi)核會進(jìn)行忙等待而不是通過HLT給CPU降溫。

      當(dāng)init/main.c中的啟動代碼調(diào)用include/asm-your-arch/bugs.h中定義的check_bugs()時,會打印上述信息。


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