1.【驱动】I2C驱动分析(四)-关键API解析
2.TCP之深入浅出send&recv
3.ZMQ源码详细解析 之 进程内通信流程
4.分析LinuxUDP源码实现原理linuxudp源码
5.redis源码解读（一）：事件驱动的方法io模型，为什么，方法是方法什么，怎么做

【驱动】I2C驱动分析(四)-关键API解析

       在Linux内核源代码中的driver目录下包含一个i2c目录

       i2c-core.c这个文件实现了I2C核心的功能以及/proc/bus/i2c*接口。i2c-dev.c实现了I2C适配器设备文件的方法功能，每一个I2C适配器都被分配一个设备。方法Ios javascript源码通过适配器访设备时的方法主设备号都为，次设备号为0-。方法I2c-dev.c并没有针对特定的方法设备而设计，只是方法提供了通用的read(),write(),和ioctl()等接口，应用层可以借用这些接口访问挂接在适配器上的方法I2C设备的存储空间或寄存器，并控制I2C设备的方法工作方式。

       busses文件夹这个文件中包含了一些I2C总线的方法驱动，如针对S3C，方法S3C，方法S3C等处理器的I2C控制器驱动为i2c-s3c.c. algos文件夹实现了一些I2C总线适配器的algorithm.

       I2C Core

       i2c_new_device用于创建一个新的I2C设备，这个函数将会使用info提供的信息建立一个i2c_client并与第一个参数指向的i2c_adapter绑定。返回的参数是一个i2c_client指针。驱动中可以直接使用i2c_client指针和设备通信了。

       i2c_device_match 函数根据设备和设备驱动程序之间的不同匹配方式，检查它们之间是否存在匹配关系。这个函数通常在 I2C 子系统的设备驱动程序注册过程中使用，以确定哪个驱动程序适用于给定的设备。

       i2c_device_probe 函数执行了 I2C 设备的探测操作。它设置中断信息、处理唤醒功能、设置时钟、关联功耗域，并调用驱动程序的 probe 函数进行设备特定的探测操作。

       i2c_device_remove 函数执行了 I2C 设备的移除操作。它调用驱动程序的 remove 函数，并进行功耗域的分离、唤醒中断的清除以及设备唤醒状态的设置。

       i2c_register_adapter 函数用于注册一个 I2C 适配器。它进行了一系列的完整性检查和初始化操作，并注册适配器设备。然后，注册与适配器相关的设备节点、ACPI 设备和空间处理器。最后，遍历所有的 I2C 驱动程序，并通知它们有新的适配器注册了。

       i2c_add_adapter 函数用于添加一个新的 I2C 适配器。它先尝试从设备树节点中获取适配器的编号，如果成功则使用指定的活动管理页面源码编号添加适配器。如果没有相关的设备树节点或获取编号失败，函数会在动态范围内分配一个适配器 ID，并将适配器与该 ID 相关联。然后，函数调用 i2c_register_adapter 函数注册适配器，并返回注册函数的返回值。

       i2c_detect_address 函数用于检测指定地址上是否存在 I2C 设备，并执行自定义的设备检测函数。它会进行一系列的检查，包括地址的有效性、地址是否已被占用以及地址上是否存在设备。如果检测成功，函数会调用自定义的检测函数并根据检测结果进行相应的处理，包括创建新的设备实例并添加到驱动程序的客户端列表中。

       i2c_detect 函数根据给定的适配器和驱动程序，通过遍历地址列表并调用i2c_detect_address函数，检测I2C适配器上连接的设备是否存在。

       这段代码是一个用于检测I2C适配器上连接的设备的函数。下面是对代码的详细解释：

       I2C device

       i2c_dev_init执行了一系列操作，包括注册字符设备、创建设备类、注册总线通知器以及绑定已经存在的适配器。它在初始化过程中处理了可能发生的错误，并返回相应的错误码。

       i2cdev_attach_adapter作用是将I2C适配器注册到Linux内核中，以便在系统中使用I2C总线。它会获取一个空闲的struct i2c_dev结构体，然后使用device_create函数创建一个I2C设备，并将其与驱动核心相关联。

       i2cdev_open通过次设备号获取对应的i2c_dev结构体和适配器，然后分配并初始化一个i2c_client结构体，最后将其赋值给文件的私有数据。

       i2cdev_write函数将用户空间的数据复制到内核空间，并使用i2c_master_send函数将数据发送到之前打开的I2C设备中。

       i2cdev_read函数在内核中分配一个缓冲区，使用i2c_master_recv函数从I2C设备中接收数据，并将接收到的数据复制到用户空间。

       i2cdev_ioctl

       i2c_driver

       i2c_register_driver将驱动程序注册到I2C驱动核心，并在注册完成后处理所有已经存在的适配器。注册完成后，驱动核心会调用probe()函数来匹配并初始化所有匹配的但未绑定的设备。

       I2C 传输

       i2c_transfer用于执行I2C传输操作。它首先检查是否支持主控制器，如果支持，趋势头皮源码则打印调试信息，尝试对适配器进行锁定，然后调用__i2c_transfer函数执行传输操作，并在完成后解锁适配器并返回传输的结果。如果不支持主控制器，则返回不支持的错误码。

       i2c_master_send通过I2C主控制器向从设备发送数据。它构建一个i2c_msg结构，设置消息的地址、标志、长度和缓冲区，并将其传递给i2c_transfer函数执行实际的传输操作。函数的返回值是发送的字节数或错误码，用于指示传输是否成功。

       i2c_master_recv通过I2C主控制器从从设备接收数据。它构建一个i2c_msg结构，设置消息的地址、标志、长度和缓冲区，并将其传递给i2c_transfer函数执行实际的传输操作。函数的返回值是接收的字节数或错误码，用于指示传输是否成功。

TCP之深入浅出send&recv

       接触过网络开发的人，了解上层应用如何使用send函数发送数据以及recv接收数据。但是，send和recv的实现原理是什么？本文将简单介绍TCP中发送缓冲区和接收缓冲区的作用，并讲解Linux系统下TCP发送和接收数据的具体实现。

       缓冲区在数据传输中起着临时缓存的作用。发送端将数据拷贝到发送缓冲区后，立即返回应用层执行其他操作，而接收端则将网络中的数据拷贝到缓冲区等待应用层读取。

       发送缓冲区在应用层调用send()发送数据时，数据会被拷贝到socket的内核发送缓冲区。send()函数在应用层返回时，并不一定意味着数据已经发送到对端，而是数据已放入socket的内核发送缓冲区。

       Linux内核提供两种方式查看tcp缓冲区大小：通过/etc/sysctl.ronf下的net.ipv4.tcp_wmem值或命令'cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem'。以笔者服务器为例，发送缓冲区大小为、、。

       通过程序可以修改当前tcp socket的发送缓冲区大小，只影响特定的socket。

       接收缓冲区用于缓存网络上来的mob短信接口源码数据，直至应用进程读取为止。当应用进程未读取数据且接收缓冲区已满时，收端会通知发端接收窗口关闭（win=0），实现TCP的流量控制。

       接收缓冲区大小可以通过查看/etc/sysctl.ronf下的net.ipv4.tcp_rmem值或命令'cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem'获取。同样，可以通过修改程序大小修改接收缓冲区，仅影响当前特定socket。

       TCP的四层模型包括应用层、传输层、网络层和数据链路层。应用层创建socket并建立连接后，可以调用send函数发送数据。传输层处理数据，以TCP为例，其主要功能包括流量控制、拥塞控制等。

       当发送数据时，数据会从应用层、传输层、网络层、数据链路层依次传递。上图为send函数源码调用逻辑图，若对源码感兴趣，可查阅net/tcp.c获取详细实现。

       recv函数实现类似，从数据链路层接收数据帧，通过网卡驱动处理后，进入内核进行协议层处理，最终将数据放入socket的接收缓冲区。

       在实际应用中，非阻塞send时，发送端可能发送了大量数据，但实际只发送了部分，缓冲区中仍有大量数据未发送。接收端recv获取数据时，可能只收到部分数据。这种情况下，应用层需要正确处理超时、断开连接等情况。

       总结来说，TCP的send和recv函数分别在应用层和传输层实现数据的发送和接收，通过内核的缓冲区控制数据的流动。正确理解这些原理对于网络编程至关重要。雷霆代阵法源码

ZMQ源码详细解析 之 进程内通信流程

       ZMQ进程内通信流程解析

       ZMQ的核心进程内通信原理相当直接，它利用线程间的两个队列（我称为pipe）进行消息交换。每个线程通过一个队列发送消息，从另一个队列接收。ZMQ负责将pipe绑定到对应线程，并在send和recv操作中通过pipe进行数据传输，非常简单。

       我们通过一个示例程序来理解源码的工作流程。程序首先创建一个简单的hello world程序，加上sleep是为了便于分析流程。程序从`zmq_ctx_new()`开始，这个函数创建了一个上下文（context），这是ZMQ操作的起点。

       在创建socket时，如`zmq_socket(context, ZMQ_REP)`，实际调用了`ctx->create_socket`，socket类型决定了其特性。rep_t是基于router_t的特化版本，主要通过限制router_t的某些功能来实现响应特性。socket的创建涉及到诸如endpoint、slot和 mailbox等概念，它们在多线程环境中协同工作。

       进程内通信的建立通过`zmq_bind(responder, "inproc://hello")`来实现，这个端点被注册到上下文的endpoint集合中，便于其他socket找到通信通道。zmq的优化主要集中在关键路径上，避免对一次性操作过度优化。

       接下来的recv函数是关键，即使没有连接，它也会尝试接收消息。`xrecv`函数根据进程状态可能阻塞或返回EAGAIN。recv过程涉及`msg_t`消息的处理，以及与`signaler`和`mailbox`的交互，这些组件构成了无锁通信的核心。

       发送端通过`connect`函数建立连接，创建连接通道，并将pipe关联到socket。这个过程涉及无锁队列的管理，如ypipe_t和pipe_t，以及如何均衡发送和接收。

       总结来说，ZMQ进程内通信的核心是通过管道、队列和事件驱动机制，实现了线程间的数据交换。随着对ZMQ源码的深入，会更深入理解这些基础组件的设计和工作原理。

分析LinuxUDP源码实现原理linuxudp源码

       Linux UDP源码实现原理分析

       本文将重点介绍Linux UDP（用户数据报协议）的源码实现原理。UDP是面向无连接的协议。 它为应用程序在IP网络之间提供端到端的通信，而不需要维护连接状态。

       从源码来看，Linux UDP实现分为两个主要部分，分别为系统调用和套接字框架。 系统调用主要处理一些针对特定功能层的系统调用，例如socket、bind、listen等，它们对socket进行配置，为应用程序创建监听地址或连接到指定的IP地址。

       而套接字框架（socket framework），则主要处理系统调用之后的各种功能，如创建路由表、根据报文的地址信息创建路由条目，以及把报文发给目标主机，并处理接收到的报文等。

       其中，send()系统调用主要是向指定的UDP端口发送数据包，它会检查socket缓存中是否有数据要发送，如果有，则将该socket中的数据封装成报文，然后向本地链路层发送报文。

       接收数据的recv()系统调用主要是侦听和接收数据报文，首先它根据接口上接收到的数据报文的地址找到socket表，如果有对应的socket，则将数据报文的数据存入socket缓存，否则将数据报文丢弃。

       最后，还有一些主要函数，用于管理UDP 端口，如udp_bind()函数,该函数主要是将指定socket绑定到指定UDP端口；udp_recvmsg()函数用于接收UDP端口上的数据；udp_sendmsg()函数用于发送UDP数据报。

       以上就是Linux UDP源码实现原理的分析，由上面可以看出，Linux实现UDP协议需要几层构架， 从应用层的系统调用到网络子系统的实现，都在这些框架的支持下实现。这些框架统一了子系统的接口，使得UDP实现在Linux上更加规范化。

redis源码解读（一）：事件驱动的io模型，为什么，是什么，怎么做

       Redis作为一个高性能的内存数据库，因其出色的读写性能和丰富的数据结构支持，已成为互联网应用不可或缺的中间件之一。阅读其源码，可以了解其内部针对高性能和分布式做的种种设计，包括但不限于reactor模型（单线程处理大量网络连接），定时任务的实现（面试常问），分布式CAP BASE理论的实际应用，高效的数据结构的实现，其次还能够通过大神的代码学习C语言的编码风格和技巧，让自己的代码更加优雅。

       下面进入正题：为什么需要事件驱动的io模型

       我们可以简单地将一个服务端程序拆成三部分，接受请求->处理请求->返回结果，其中接收请求和处理请求便是我们常说的网络io。那么网络io如何实现呢，首先我们介绍最基础的io模型，同步阻塞式io，也是很多同学在学校所学的“网络编程”。

       使用同步阻塞式io的单线程服务端程序处理请求大致有以下几个步骤

       其中3,4步都有可能使线程阻塞（6也会可能阻塞，这里先不讨论）

       在第3步，如果没有客户端请求和服务端建立连接，那么服务端线程将会阻塞。如果redis采用这种io模型，那主线程就无法执行一些定时任务，比如过期key的清理，持久化操作，集群操作等。

       在第4步，如果客户端已经建立连接但是没有发送数据，服务端线程会阻塞。若说第3步所提到的定时任务还可以通过多开两个线程来实现，那么第4步的阻塞就是硬伤了，如果一个客户端建立了连接但是一直不发送数据，服务端便会崩溃，无法处理其他任何请求。所以同步阻塞式io肯定是不能满足互联网领域高并发的需求的。

       下面给出一个阻塞式io的服务端程序示例：

       刚才提到，阻塞式io的主要问题是，调用recv接收客户端请求时会导致线程阻塞，无法处理其他客户端请求。那么我们不难想到，既然调用recv会使线程阻塞，那么我们多开几个几个线程不就好了，让那些没有阻塞的线程去处理其他客户端的请求。

       我们将阻塞式io处理请求的步骤改造下：

       改造后，我们用一个线程去做accept，也就是获取已经建立的连接，我们称这个线程为主线程。然后获取到的每个连接开一个新的线程去处理，这样就能够将阻塞的部分放到新的线程，达到不阻塞主线程的目的，主线程仍然可以继续接收其他客户端的连接并开新的线程去处理。这个方案对高并发服务器来说是一个可行的方案，此外我们还可以使用线程池等手段来继续优化，减少线程建立和销毁的开销。

       将阻塞式io改为多线程io：

       我们刚才提到多线程可以解决并发问题，然而redis6.0之前使用的是单线程来处理，之所以用单线程，官方给的答复是redis的瓶颈不在cpu，既然不在cpu那么用单线程可以降低系统的复杂度，避免线程同步等问题。如何在一个线程中非阻塞地处理多个socket，进而实现多个客户端的并发处理呢，那就要借助io多路复用了。

       io多路复用是操作系统提供的另一种io机制，这种机制可以实现在一个线程中监控多个socket，返回可读或可写的socket，当一个socket可读或可写时再去操作它，这样就避免了对某个socket的阻塞等待。

       将多线程io改为io多路复用：

       什么是事件驱动的io模型（Reactor）

       这里只讨论redis用到的单线程Reactor模型

       事件驱动的io模型并不是一个具体的调用，而是高并发服务器的一种抽象的编程模式。

       在Reactor模型中，有三种事件：

       与这三种事件对应的，有三种handler，负责处理对应的事件。我们在一个主循环中不断判断是否有事件到来（一般通过io多路复用获取事件），有事件到来就调用对应的handler去处理时间。

       听着玄乎，实际上也就这一张图：

       事件驱动的io模型在redis中的实现

       以下提及的源码版本为 5.0.8

       文字的苍白的，建议参照本文最后的方法下载代码，自己调试下

       整体框架

       redis-server的main方法在 src/server.c 最后，在main方法中，首先进行一系列的初始化操作，最后进入进入Reactor模型的主循环中：

       主循环在aeMain函数中，aeMain函数传入的参数 server.el ，是一个 aeEventLoop 类型的全局变量，保存了主循环的一些状态信息，包括需要处理的读写事件、时间事件列表，epoll相关信息，回调函数等。

       aeMain函数中，我们可以看到当 eventLoop->stop 标志位为0时，while循环中的内容会被重复执行，每次循环首先会调用beforesleep回调函数，然后处理时间。beforesleep函数在main函数中被注册，会进行集群状态更新、AOF落盘等任务。

       之所以叫beforesleep，是因为aeProcessEvents函数中包含了获取事件和处理事件的逻辑，其中获取读写事件时通过epoll_wait实现，会将线程阻塞。

       在aeProcessEvents函数中，处理读写事件和时间事件，参数flags定义了需要处理的事件类型，我们可以暂时忽略这个参数，认为读写时间都需要处理。

       aeProcessEvents函数的逻辑可以分为三个部分，首先获取距离最近的时间事件，这一步的目的是为了确定epoll_wait的超时时间，并不是实际处理时间事件。

       第二个部分为获取读写事件并处理，首先调用epoll_wait，获取需要处理的读写事件，超时时间为第一步确定的时间，也就是说，如果在超时时间内有读写事件到来，那么处理读写时间，如果没有读写时间就阻塞到下一个时间事件到来，去处理时间事件。

       第三个部分为处理时间事件。

       事件注册与获取

       上面我们讲了整体框架，了解了主循环的大致流程。接下来我们来看其中的细节，首先是读写事件的注册与获取。

       redis将读、写、连接事件用结构aeFileEvent表示，因为这些事件都是通过epoll_wait获取的。

       事件的具体类型通过mask标志位来区分。aeFileEvent还保存了事件处理的回调函数指针（rfileProc、wfileProc）和需要读写的数据指针（clientData）。

       既然读写事件是通过epoll io多路复用实现，那么就避不开epoll的三部曲 epoll_create epoll_ctrl epoll_wait，接下来我们看下redis对epoll接口的封装。

       我们之前提到aeMain函数的参数是一个 aeEventLoop 类型的全局变量，aeEventLoop中保存了epoll文件描述符和epoll事件。在aeApiCreate函数（src/ae_epoll.c）中，会调用epoll_create来创建初始化epoll文件描述符和epoll事件，调用关系为 main -> initServer -> aeCreateEventLoop -> aeApiCreate

       调用epoll_create创建epoll后，就可以添加需要监控的文件描述符了，需要监控的情形有三个，一是监控新的客户端连接连接请求，二是监控客户端发送指令，也就是读事件，三是监控客户端写事件，也就是处理完了请求写回结果。

       这三种情形在redis中被抽象为文件事件，文件事件通过函数aeCreateFileEvent（src/ae.c）添加，添加一个文件事件主要包含三个步骤，通过epoll_ctl添加监控的文件描述符，指定回调函数和指定读写缓冲区。

       最后是通过epoll_wait来获取事件，上文我们提到，在每次主循环中，首先根据最近到达的时间事件来计算epoll_wait的超时时间，然后调用epoll_wait获取事件，再处理事件，其中获取事件在函数aeApiPoll（src/ae_epoll.c）中。

       获取到事件后，主循环中会逐个调用事件的回调函数来处理事件。

       读写事件的实现

       写累了，有空补上……

       如何使用vscode调试redis源码

       编译出二进制程序

       这一步有可能报错：

       jemalloc是内存分配的一种更高效的实现，用于代替libc的默认实现。这里报错找不到jemalloc，我们只需要将其替换成libc默认实现就好：

       如果报错：

       我们可以在src目录找到一个脚本名为mkreleasehdr.sh，其中包含创建release.h的逻辑，将报错信息网上翻可以发现有一行：

       看来是这个脚本没有执行权限，导致release.h没有成功创建，我们需要给这个脚本添加执行权限然后重新编译：

       2. 创建调试配置（vscode）

       创建文件 .vscode/launch.json，并填入以下内容：

       然后就可以进入调试页面打断点调试了，main函数在 src/server.c