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内核核心功能

并发同步、中断、阻塞/非阻塞 I/O —— 编写健壮驱动绕不开的内核机制

为什么单独成组？

并发与同步是 Linux 内核里最容易踩坑、也最难调试的部分。一段在单核、不开抢占时永远正确的代码，换到 i.MX6ULL 的双核 Cortex-A7 + SMP + 抢占环境下，就可能因为时序的细微差异而偶发崩溃——这类「幽灵 Bug」往往调一整天都复现不了。

这一组教程把驱动开发真正用得上的内核机制集中讲透：从并发的来源与同步原语，到中断上下文，再到字符设备的三种 I/O 模型。学完之后，你会清楚什么场景该用自旋锁、什么场景该用信号量，以及为什么同一个 read 既可以阻塞、也可以立即返回、还能用信号通知。

学习目标

掌握内核里的并发来源与同步原语（原子操作 / 自旋锁 / 互斥锁 / 信号量），理解中断上下文与处理流程，能用阻塞、非阻塞、异步通知三种模型编写字符设备驱动。

前置知识

内核模块机制（modules/）· 字符设备基础（字符设备教程）· C 语言高级特性

教程目录

并发与同步

文件	标题	说明
01_concurrency_basics	并发基础	并发的四大来源、单核 vs 多核、为什么需要同步
02_atomic_operations	原子操作	原子变量、内存屏障、典型用法
03_spinlocks	自旋锁	spinlock 原理、读写自旋锁、使用约束
04_mutex_semaphore	互斥锁与信号量	mutex 与 semaphore 的区别与选型

时间与定时器

文件	标题	说明
05_time_management	时间管理	jiffies、ktime、时间测量与延时
06_timer_practice	定时器实践	内核定时器、高精度定时器实战

中断

文件	标题	说明
07_interrupt_basics	中断基础	中断上下文、上半部 / 下半部机制
08_interrupt_practice	中断实践	注册与处理中断、顶半部与底半部协作

I/O 模型

文件	标题	说明
09_blocking_io	阻塞 I/O	等待队列、阻塞式 read 实现
10_nonblocking_io	非阻塞 I/O	O_NONBLOCK、poll / select 轮询机制
11_async_notification	异步通知	fasync 机制、SIGIO 信号通知用户空间

学习路径

1. 从 01 并发基础 建立对「并发」的全局认知
2. 用 02 原子操作、03 自旋锁、04 互斥锁与信号量 逐层掌握同步原语
3. 学习 05 时间管理 与 06 定时器实践
4. 攻克 07 中断基础 与 08 中断实践
5. 最后用 09 阻塞 I/O、10 非阻塞 I/O、11 异步通知 理解三种 I/O 模型

继续学习

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