從內核空間執行用戶空間功能

Question

我在Linux中編寫了一個自定義設備驅動程序，該驅動程序必須能夠非常快速地響應中斷。 在用戶空間實現中已經存在處理此問題的代碼，但是它太慢了，因為它依賴於軟件不斷檢查中斷線的狀態。 經過研究，我發現您可以從內核模塊注冊這些中斷線，並執行由函數指針提供的功能。 但是我們要執行的代碼是在用戶空間中，是否有一種方法可以從內核空間模塊中調用用戶空間中的函數？

Answer 1

從內核調用用戶空間函數很不走運，因為內核不知道，也不應該知道單個用戶空間應用程序的功能和邏輯，更不用說每個用戶空間應用程序都有自己的內存了。布局，不允許其他進程或內核以這種方式入侵（共享對象在這里是例外，但仍然不能從內核空間中利用該對象）。 關於安全模型，您不應該首先在內核上下文中運行用戶空間代碼（在內核上下文中自動被認為是不安全的代碼），因為這將破壞內核中的安全模型。那一瞬間。 現在考慮上述所有內容，再加上許多其他動機，您可能需要重新考慮您的方法，並專注於內核<->用戶空間IPC和接口 ，文件系統或用戶模式助手API（請參閱下面的內容）。

不過，您可以使用usermode-helper API從內核調用用戶空間應用程序。 以下IBM DeveloperWorks文章應該使您開始使用usermode-helper Linux內核API：

內核API，第1部分：從內核調用用戶空間應用程序

Answer 2

我認為最簡單的方法是注冊一個字符設備，該設備會在有一些數據時准備就緒。

任何嘗試從該設備讀取數據的過程都將進入睡眠狀態，直到設備准備就緒，然后將其喚醒，這時它可以執行相應的操作。

如果您只想表示准備就緒，則閱讀器可以只讀取一個空字節。

然后，用戶空間程序將只需要執行一個阻塞的read（）調用，並且將被適當阻塞，直到將其喚醒為止。

您將需要了解內核調度程序的等待隊列機制才能使用它。

Answer 3

聽起來您的中斷線已經可以通過gpiolib用於用戶空間？ （/ sys / class / gpio / ...）

您是否對gpio邊緣觸發和poll（）是否足夠快進行了基准測試？ 這樣，您不必從用戶空間應用程序輪詢狀態，但是邊緣觸發將通過poll（）報告狀態。 請參閱內核源代碼中的Documentation / gpio.txt。

如果通過sysfs觸發的邊緣不夠好，那么正確的方法是開發一個內核驅動程序，該驅動程序負責處理時間緊迫的部分，並通過API（sysfs，設備節點等）將結果導出到用戶空間。

Answer 4

我也面臨着同樣的問題，我閱讀了本文檔http://people.ee.ethz.ch/~arkeller/linux/multi/kernel_user_space_howto-6.html ，因此計划使用信號。 就我而言，沒有機會丟失信號，因為
1.系統是閉環的，信號執行后，只有我會得到另一個信號。
2.我正在使用POSIX實時信號。