关于用户空间和内核空间共享内存时的互斥问题

richardhesidu

用户态和核心态高速数据共享的方法可以参考v4l框架。
简单来说，就是避免出现要互斥的情况。内核创建一个缓冲区队列，内核数据写到缓冲区，并把缓冲区挂载到队列中。用户通过ioctl调用获得一个缓冲区，并通过mmap把缓冲区映射到用户空间。处理完以后，再调用ioctl把缓冲区释放到队列中。这样既可以实现用户和内核的零拷贝，又避免了用户和内核的互斥问题。

zebra88

"用户态和核心态高速数据共享的方法可以参考v4l框架。
简单来说，就是避免出现要互斥的情况。内核创建一个缓冲区队列，内核数据写到缓冲区，并把缓冲区挂载到队列中。用户通过ioctl调用获得一个缓冲区，并通过mmap把缓冲区映射到用户空间。处理完以后，再调用ioctl把缓冲区释放到队列中。这样既可以实现用户和内核的零拷贝，又避免了用户和内核的互斥问题。"


以上方法，个人觉得要是一次操作是可以，但要很频繁的操作就很不好了，老要进行两次系统调用

frogsu

回复 1# allenlu1212
我所知知道alsa里是利用mmap机制实现用户与内核之间的通信的，首先alsa-lib通过mmap机制将硬件申请的内存空间映射到用户空间，这样用户只需要调用alsa-lib往相应的位置写数就可以了。至于内核空间与用户空间的互斥访问应该不可以的，但你可能的疑问两者之间如何通信。用户层：alsa-lib通过poll系统调用进入底层驱动并将poll信号加入sleep队列阻塞进程。而内核层：驱动会调用alsa-driver再判断空闲数据区的大小，如果满足条件就唤醒sleep队列，poll信号从而被唤醒，进而返回给alsa-lib，alsa-lib收到信号后再执行往buffer里写数据。两者通过发信号的方式来实现通信的。

   

junnyg

个人建议：
1. 共享内存通过mmap方式实现，内核态kmalloc，再在设备文件的mmap实现中使用remap_pfn_range映射到用户态
2. 共享内存使用ring buffer管理，设置head 和 tail指针，内核态维护k_head 和 k_tail指针，实现用户态和内核态的免锁并发访问
3. 共享内存头部存储ring管理结构信息，内核态维护kring信息

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回复 12# zebra88

不知道你的需求是什么，要多高的效率，感觉v4l2的方式应该差不多了，视频数据还是蛮大的。