Linux poll机制
在用户空间向驱动程序请求数据时，有以下几种方式：
- 不断查询，条件不满足的时候就是死循环，很耗CPU
- 休眠唤醒方式，如果条件不满足，应用程序则一直睡眠下去（缺点）
- poll机制，如果条件不满足，休眠指定的时间，休眠时间内条件满足则唤醒，条件一直不满足时间到达自动唤醒
- 异步通知，应用程序注册信号处理函数，驱动程序发送信号
看看调用过程
do_sys_poll
poll_initwait(&table);
init_poll_funcptr(&pwq->pt, __pollwait);
pt->qproc = qproc; //table->pt-qproc = __pollwait
do_poll(nfds, head, &table, end_time);
for (;;) {
for (; pfd != pfd_end; pfd++) {
if (do_pollfd(pfd, pt))// 这里会调用驱动函数的poll函数
{
count++;
pt = NULL;
}
}
}
/*
* All waiters have already been registered, so don't provide
* a poll_table to them on the next loop iteration.
*/
pt = NULL;
if (!count) {
count = wait->error;
if (signal_pending(current))
count = -EINTR;
}
//如果count=0,或者超时则返回
if (count || timed_out)
break;
}
}
驱动程序的poll函数一般实现方法
static unsigned int xxx_poll(struct file *file, poll_table * wait)
{
unsigned int mask = 0;
poll_wait(file, &(cdev->recvwait), wait); //将当前进程挂入某个队列
mask = POLLOUT | POLLWRNORM; //设置要监听的事件类型
if (!skb_queue_empty(&cdev->recvqueue)) //判断监听条件
mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
return mask;
}
Linux 异步通知机制
- 应用程序注册信号处理函数
- 驱动发送信号
- APP要告诉驱动PID
- 驱动使用kill_fasync发送信号
为了使设备支持异步通知机制，驱动程序中主要设计以下３项工作
１．支持F_SETOWN命令，能在这个控制命令处理中设置file->f_owner为对应进程PID.不过此项工作已由内核完成，设备驱动无需处理
２．支持F_SETFL命令的处理，每当FASYNC标志改变时，驱动程序中的fasync()函数将被执行．
３．在设备资源可获得时，调用kill_fasync()函数激发相应的信号
.fasync = hpet_fasync,
static int hpet_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{
...
if (fasync_helper(fd, file, on, &devp->hd_async_queue) >= 0)
return 0;
else
return -EIO;
...
}
static irqreturn_t hpet_interrupt(int irq, void *data)
{
kill_fasync(&devp->hd_async_queue, SIGIO, POLL_IN); //如果检测到IO，发送信号
return IRQ_HANDLED;
}
/*APP
* 告诉驱动程序它需要向哪个进程发送信号
*/
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
oflags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, FSETFL, oflags | FASYNC);//改变fasync标记，最终会调用到驱动fasync->fasync_helper，
//创建或释放fasync_struct结构
Linux 同步互斥阻塞机制
信号量
信号量(semaphore)是用于保护临界区的一种常用方法．只有得到信号量的进程才能执行临界区的代码．当获取不到信号量时，进程进入休眠等待状态
定义信号量
struct semaphore sem;
初始化信号量
void sema_init(struct semaphore *sem, int val);
void int_MUTEX(struct semaphore *sem,); //初始化为０
/* 上面两个函数的结合 */
static DECLARE_MUTEX(button_lock);//定义并初始化互斥锁
获得信号量
/* 获取信号量， 获取不到就休眠 */
/* 比如一个进程open了，另外一个进程open的时候就获取不到信号量，就休眠 */
/* 只有当第一个进程释放了信号量，这个进程才能获得信号量，才能唤醒 */
void down(struct semaphore *sem);
/* 获取不到就休眠，且休眠状态可被打断 */
int down_interruptible(struct semaphore *sem);
/* 试图获取信号量，如果获取不到，立即返回，就不会休眠 */
int down_trylock(struct semaphore *sem);
释放信号量
void up(struct semaphore *sem);
阻塞
阻塞操作
是值在执行设备操作时若不能获得资源则挂起进程，直到满足可操作的条件后再进行操作．
被挂起的进程进入休眠状态，被从调度器的运行队列移走，直到等待的条件被满足．
非阻塞操作
进程在不能进行设备操作时并不挂起，它或者放弃，或者不停地查询，直到可以进行操作为止．
举个例子，当读一个按键操作时，如果没有按下按键，驱动不返回，进程就休眠，这是阻塞．如果没有按下按键，驱动立即返回一个错误，这是非阻塞
int open(struct inode *inode, struct file *file)
{
if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
{
if (down_trylock(&button_lock))
return -EBUSY;
}
}
int read()
{
if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
{
if (!ev_press)
return -EAGAIN;
}
}
