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poll機(jī)制可實(shí)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的時(shí)候就去讀，沒(méi)有數(shù)據(jù)的時(shí)候，如果超過(guò)規(guī)定一個(gè)時(shí)間，就表示超時(shí)時(shí)間。poll機(jī)制需要應(yīng)用程序主動(dòng)去讀，而異步通知并不需要，一旦設(shè)備就緒，則主動(dòng)通知應(yīng)用程序，應(yīng)用程序不需要主動(dòng)查詢(xún)?cè)O(shè)備狀態(tài)，類(lèi)似于中斷的概念，一個(gè)進(jìn)程收到一個(gè)信號(hào)與處理器收到一個(gè)中斷請(qǐng)求可以說(shuō)是一樣的。信號(hào)是異步的，一個(gè)進(jìn)程不必通過(guò)任何操作來(lái) 等待信號(hào)的到達(dá)。
在linux中，異步通知是使用信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而在linux，大概有30種信號(hào)，比如大家熟悉的ctrl+c的SIGINT信號(hào)，進(jìn)程能夠忽略或者捕獲除過(guò)SIGSTOP和SIGKILL的全部信號(hào)，當(dāng)信號(hào)背捕獲以后，有相應(yīng)的函數(shù)來(lái)處理它。
實(shí)現(xiàn)異步通知的四個(gè)要素：
一、應(yīng)用程序要實(shí)現(xiàn)：注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)，使用signal函數(shù)；
二、誰(shuí)來(lái)發(fā)？驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)；
三、發(fā)給誰(shuí)？發(fā)給應(yīng)用程序，但應(yīng)用程序必須告訴驅(qū)動(dòng)PID；
四、怎么發(fā)？驅(qū)動(dòng)程序使用kill_fasync函數(shù)；
問(wèn)：應(yīng)該在驅(qū)動(dòng)的哪里調(diào)用kill_fasync函數(shù)？
答：kill_fasync函數(shù)的作用是，當(dāng)有數(shù)據(jù)時(shí)去通知應(yīng)用程序，理所當(dāng)然的應(yīng)該在用戶(hù)終端處理函數(shù)里調(diào)用。
問(wèn)：file_operations需要添加什么函數(shù)指針成員嗎？
答：要的，需要添加fasync函數(shù)指針，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)指針，幸運(yùn)的是，這個(gè)函數(shù)僅僅調(diào)用了fasync_helper函數(shù)，而且這個(gè)函數(shù)是內(nèi)核幫我們實(shí)現(xiàn)好了，驅(qū)動(dòng)工程師不用修改，fasync_helper函數(shù)的作用是初始化/釋放fasync_struct
詳細(xì)請(qǐng)參考驅(qū)動(dòng)源碼
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include //class_create#include //S3C2410_GPF1//#include #include //#include #include //wait_event_interruptible#include //poll#include /* 定義并初始化等待隊(duì)列頭 */static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);static struct class *fifthdrv_class;static struct device *fifthdrv_device;static struct pin_desc { unsigned int pin; unsigned int key_val;};static struct pin_desc pins_desc[4] = { {S3C2410_GPF1, 0x01}, {S3C2410_GPF4, 0x02}, {S3C2410_GPF2, 0x03}, {S3C2410_GPF0, 0x04},};static int ev_press = 0;/* 鍵值: 按下時(shí), 0x01, 0x02, 0x03, 0x04 *//* 鍵值: 松開(kāi)時(shí), 0x81, 0x82, 0x83, 0x84 */static unsigned char key_val;int major;static struct fasync_struct *button_fasync;/* 用戶(hù)中斷處理函數(shù) */static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id){ struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id; unsigned int pinval; pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin); if(pinval) { /* 松開(kāi) */ key_val = 0x80 | (pindesc->key_val); } else { /* 按下 */ key_val = pindesc->key_val; } ev_press = 1;/* 表示中斷已經(jīng)發(fā)生 */ wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 喚醒休眠的進(jìn)程 */ /* 用kill_fasync函數(shù)告訴應(yīng)用程序，有數(shù)據(jù)可讀了 * button_fasync結(jié)構(gòu)體里包含了發(fā)給誰(shuí)(PID指定) * SIGIO表示要發(fā)送的信號(hào)類(lèi)型 * POLL_IN表示發(fā)送的原因(有數(shù)據(jù)可讀了) */ kill_fasync(&button_fasync, SIGIO, POLL_IN); return IRQ_HANDLED;}static int fifth_drv_open(struct inode * inode, struct file * filp){ /* K1 ---- EINT1,K2 ---- EINT4,K3 ---- EINT2,K4 ---- EINT0 * 配置GPF1、GPF4、GPF2、GPF0為相應(yīng)的外部中斷引腳 * IRQT_BOTHEDGE應(yīng)該改為IRQ_TYPE_EDGE_BOTH */ request_irq(IRQ_EINT1, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K1",&pins_desc[0]); request_irq(IRQ_EINT4, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K2",&pins_desc[1]); request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K3",&pins_desc[2]); request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K4",&pins_desc[3]); return 0;}static ssize_t fifth_drv_read(struct file *file, char __user *user, size_t size,loff_t *ppos){ if (size != 1) return -EINVAL; /* 當(dāng)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，休眠。 * 即ev_press = 0; * 當(dāng)有按鍵按下時(shí)，發(fā)生中斷，在中斷處理函數(shù)會(huì)喚醒 * 即ev_press = 1; * 喚醒后，接著繼續(xù)將數(shù)據(jù)通過(guò)copy_to_user函數(shù)傳遞給應(yīng)用程序 */ wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press); copy_to_user(user, &key_val, 1); /* 將ev_press清零 */ ev_press = 0; return 1;}static int fifth_drv_close(struct inode *inode, struct file *file){ free_irq(IRQ_EINT1,&pins_desc[0]); free_irq(IRQ_EINT4,&pins_desc[1]); free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[2]); free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[3]); return 0;}static unsigned int fifth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait){ unsigned int mask = 0; /* 該函數(shù)，只是將進(jìn)程掛在button_waitq隊(duì)列上，而不是立即休眠 */ poll_wait(file, &button_waitq, wait); /* 當(dāng)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，即不會(huì)進(jìn)入按鍵中斷處理函數(shù)，此時(shí)ev_press = 0 * 當(dāng)按鍵按下時(shí)，就會(huì)進(jìn)入按鍵中斷處理函數(shù)，此時(shí)ev_press被設(shè)置為1 */ if(ev_press) { mask |= POLLIN | POLLRDNORM; /* 表示有數(shù)據(jù)可讀 */ } /* 如果有按鍵按下時(shí)，mask |= POLLIN | POLLRDNORM,否則mask = 0 */ return mask;}/* 當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用了fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC); * 則最終會(huì)調(diào)用驅(qū)動(dòng)的fasync函數(shù)，在這里則是fifth_drv_fasync * fifth_drv_fasync最終又會(huì)調(diào)用到驅(qū)動(dòng)的fasync_helper函數(shù) * fasync_helper函數(shù)的作用是初始化/釋放fasync_struct */static int fifth_drv_fasync(int fd, struct file *filp, int on){ return fasync_helper(fd, filp, on, &button_fasync);}/* File operations struct for character device */static const struct file_operations fifth_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = fifth_drv_open, .read = fifth_drv_read, .release = fifth_drv_close, .poll = fifth_drv_poll, .fasync = fifth_drv_fasync,};/* 驅(qū)動(dòng)入口函數(shù) */static int fifth_drv_init(void){ /* 主設(shè)備號(hào)設(shè)置為0表示由系統(tǒng)自動(dòng)分配主設(shè)備號(hào) */ major = register_chrdev(0, "fifth_drv", &fifth_drv_fops); /* 創(chuàng)建fifthdrv類(lèi) */ fifthdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "fifthdrv"); /* 在fifthdrv類(lèi)下創(chuàng)建buttons設(shè)備，供應(yīng)用程序打開(kāi)設(shè)備*/ fifthdrv_device = device_create(fifthdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); return 0;}/* 驅(qū)動(dòng)出口函數(shù) */static void fifth_drv_exit(void){ unregister_chrdev(major, "fifth_drv"); device_unregister(fifthdrv_device); //卸載類(lèi)下的設(shè)備 class_destroy(fifthdrv_class); //卸載類(lèi)}module_init(fifth_drv_init); //用于修飾入口函數(shù)module_exit(fifth_drv_exit); //用于修飾出口函數(shù)MODULE_AUTHOR("LWJ");MODULE_DESCRIPTION("Just for Demon");MODULE_LICENSE("GPL"); //遵循GPL協(xié)議
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應(yīng)用測(cè)試程序源碼
#include #include #include #include #include //sleep#include #include #include int fd;void mysignal_fun(int signum){ unsigned char key_val; read(fd, &key_val, 1); printf("key_val = 0x%x ", key_val);}int main(int argc ,char *argv[]){ int flag; signal(SIGIO, mysignal_fun); fd = open("/dev/buttons", O_RDWR); if (fd < 0) { printf("open error "); } /* F_SETOWN: Set the process ID * 告訴內(nèi)核，發(fā)給誰(shuí) */ fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); /* F_GETFL :Read the file status flags * 讀出當(dāng)前文件的狀態(tài) */ flag = fcntl(fd, F_GETFL); /* F_SETFL: Set the file status flags to the value specified by arg * int fcntl(int fd, int cmd, long arg); * 修改當(dāng)前文件的狀態(tài)，添加異步通知功能 */ fcntl(fd, F_SETFL, flag | FASYNC); while(1) { /* 為了測(cè)試，主函數(shù)里，什么也不做 */ sleep(1000); } return 0;}
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當(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí)，應(yīng)用測(cè)試程序一直在sleep，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，signal會(huì)被調(diào)用，最終會(huì)調(diào)用mysignal_fun，在此函數(shù)里read(fd, &key_val, 1);會(huì)去讀出按鍵值，這樣一來(lái)，應(yīng)用程序就相當(dāng)于不用主動(dòng)去讀數(shù)據(jù)了，每當(dāng)驅(qū)動(dòng)里有數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)告訴應(yīng)用程序有數(shù)據(jù)了，此時(shí)read函數(shù)才會(huì)被調(diào)用。
總結(jié)
為了使設(shè)備支持異步通知機(jī)制，驅(qū)動(dòng)程序中涉及以下3項(xiàng)工作：
支持F_SETOWN命令，能在這個(gè)控制命令處理中設(shè)置filp->f_owner為對(duì)應(yīng)進(jìn)程ID。? 不過(guò)此項(xiàng)工作已由內(nèi)核完成，設(shè)備驅(qū)動(dòng)無(wú)須處理。
支持F_SETFL命令的處理，每當(dāng)FASYNC標(biāo)志改變時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序中的fasync()函數(shù)將得以執(zhí)行。驅(qū)動(dòng)中應(yīng)該實(shí)現(xiàn)fasync()函數(shù)。
在設(shè)備資源可獲得時(shí)，調(diào)用kill_fasync()函數(shù)激發(fā)相應(yīng)的信號(hào)
應(yīng)用程序：
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); // 告訴內(nèi)核，發(fā)給誰(shuí)Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC); // 改變fasync標(biāo)記，最終會(huì)調(diào)用到驅(qū)動(dòng)的faync > fasync_helper：初始化/釋放fasync_s
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