linux字符设备驱动之异步通知

nt_bookworm 2012-03-23

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1、异步通知概念:

一旦设备就绪则主动通知应用程序，比较准确的称谓是“信号驱动的异步I/O”.信号是软件层次上对中断机制的一种模拟。信号时一步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号什么时候到达。

2、信号操作的关键：

（1）、注册一个信号处理函数；

（2）、谁发送此信号；

（3）、把信号发给谁；

（4）、怎么发该信号。

3、注册信号处理函数

void (*signal(int signum, void (*handler) (int) ) ) (int)

分析此函数：

（1）void (*handler) (int) 这是一个函数指针，指向的函数返回值为void，只有一个参数int

（2）signal(int signum, void (*handler) (int) )) 这是一个函数，有两个参数，一个是int型，另一个是函数指针，该函数指针指向的函数返回值为void，只有一个参数int；

（3）void (*signal(int signum, void (*handler) (int) ) ) (int)，这样就可以看成是signal(int signum, void (*handler) (int) )) 函数执行之后，它的返回值是一个函数指针，这个函数指针指向参数为int型，返回值为void的函数。

（4）void (*signal(int signum, void (*handler) (int) ) ) (int) 使用typedef进行简化：

typedef void (*HANDLER)(int);

　　 HANDLER signal(int,HANDLER);

使用例子：signal(SIGIO, my_signal_fun);这是一个注册或说设置对应信号的处理函数，SIGIO这是一个IO信号，my_signal_fun是要注册的处理信号。信号处理函数在应用程序中完成，此操作表示当应用程序接收到SIGIO信号时调用my_signal_fun函数进行处理，即在该进程内把信号和函数绑定。

4、驱动程序发送信号

以按键中断为例，当中断发生时，中断处理程序调用向应用程序发送信号。调用下面函数：

kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);

button_async的定义：

static struct fasync_struct *button_async;

struct fasync_struct {

int magic;

int fa_fd;

struct fasync_struct *fa_next;

struct file *fa_file;

};

对于struct fasync_struct这个数据结构在编写驱动时并不需要特别关注，它会由内核来维护，驱动程序中调用它即可。

button_async该结构体变量用来区分方向，谁发送信号，由结构体中的int fa_fd变量确定；发送SIGIO信号，POLL_IN表示该信号可读。

5、发信号发给应用程序

int fasync_helper(int fd, struct file * filp, int on, struct fasync_struct **fapp)

{
    struct fasync_struct *fa, **fp;
    struct fasync_struct *new = NULL;
    int result = 0;

    if (on) {
        new = kmem_cache_alloc(fasync_cache, GFP_KERNEL);
        if (!new)
            return -ENOMEM;
    }
    write_lock_irq(&fasync_lock);
    for (fp = fapp; (fa = *fp) != NULL; fp = &fa->fa_next) {
        if (fa->fa_file == filp) {
            if(on) {
                fa->fa_fd = fd;   //区分向谁发
                kmem_cache_free(fasync_cache, new);
            } else {
                *fp = fa->fa_next;
                kmem_cache_free(fasync_cache, fa);
                result = 1;
            }
            goto out;
        }
    }

    if (on) {
        new->magic = FASYNC_MAGIC;
        new->fa_file = filp;
        new->fa_fd = fd;
        new->fa_next = *fapp;
        *fapp = new;
        result = 1;
    }
out:
    write_unlock_irq(&fasync_lock);
    return result;
}

fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

fd为打开的该设备文件

F_SETOWN设置设备文件的拥有者为本进程，这样从驱动发出的信号才能被本进程接收。

getpid()获得本进程的PID

Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);

获得FASYNC标志位

fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);

更改FASYNC标志位调用fasync_helper函数启动异步通知机制。

6、总结

驱动程序

static int fifth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)

{