嵌入式Linux网络设备用户态驱动的研究与实现

发布时间：2020-01-17 17:28

【摘要】：随着计算机技术的快速发展,计算机系统越来越小型化,嵌入式系统已经渗透到人们生活的各个方面。Linux由于开源的特性,其内核能够方便地根据需要随意定制,支持广泛的处理器结构,成为目前最为热门的嵌入式操作系统。Linux操作系统有着强大的网络功能,能够满足现今的各种嵌入式设备的联网需求,要发挥这些功能,依赖于网络硬件设备。Linux系统需要可靠的驱动程序来驱动硬件设备。 在嵌入式领域,可靠性是最为重要的指标之一。为了获得较高的性能以及更易访问内核的服务,Linux设备驱动程序通常在内核中运行。已有的一些研究专注于把有错误的驱动程序与内核进行隔离,但这些新的驱动框架仍然运行在内核态,驱动程序运行在内核态降低了系统的可靠性并增加了编程的难度。本文从传统的网卡设备驱动程序出发,对提高设备驱动程序可靠性的方法进行了深入研究,设计和实现了DM9000网卡在ARM平台的用户态驱动程序。通过将影响I/O性能的数据处理操作留在内核态全速运行,而将管理操作例如初始化和配置运行在速度相对较慢的用户态,从而获得了较高的性能并且与现有的Linux内核相兼容。实验结果证明,本文实现的网络设备用户态驱动程序在网络吞吐量和CPU占用率方面,均与传统的内核态驱动程序相差无几,完全能够满足实际应用的性能需求。与传统的网卡驱动程序相比,本文的设计由于将大部分代码外移到用户空间,降低了内核态的代码量,从而达到了提高整个系统可靠性的目的,同时也有着良好的性能,并且与现有的Linux内核相兼容,具有较高的研究意义和实用价值。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP316.81;TP368.1

【参考文献】

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本文编号：2570688