异步通知,的确是一种很好处理机制,熟练掌握这种手段,对我们写高质量的应用程序很有帮助。下面说说对它的理解:
异步通知,就是让驱动去告诉应用,底层硬件发生了什么事,而不是应用主动地去查询驱动,这对系统的性能有一个很大的提升。
首先,在驱动中
内核首先定义一个结构体struct fasync_struct,这个结构体用来存放对应设备文件的信息(如fd, filp)并交给内核来管理。一但收到信号,内核就会在这个所谓的异步队列头找到相应的文件(fd),并在filp->owner中找到对应的进程PID,这样就确定了向谁发。不过,此时fd, filp都还不确定,这就需要借助于fasync_helper(fd, filp, mode, &dev->async_queue),将fd,filp和定义的结构体传给内核,这样就完成了fd、filp、结构体三者的衔接。
int test_fasync (int fd, struct file *filp, int mode) ,在后者中完成对fasync_helper的调用,从而完成对异步队列的填充。
从这个过程中,也可以看到,哪个进程完成对ops成员fasync成员的调用,就会把fd、filp传给异步队列,kill_fasync发出信号就会到这个进程中,这就是驱动层次的理解。
其次,就是在应用层次
首先,要用fcntl对此文件进行设置,
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());设置接收SIGIO信号的进程组
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); 得到现在文件的标志位
fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);对当前文件的标志位加上一个FASYNC属性,每当FASYNC标志改变时,驱动程序中的 fasync()函数将得以执行。
然后就是应用程序得到SIGIO信号后,要绑定新的操作函数
signal(SIGIO, my_signal_fun);
这样就完成了异步通信的过程,当驱动发送kill_fasync时就会在应用程序中调用my_signal_fun函数去处理。
应用程序举例:
- //信号处理函数
- void my_signal_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)
- {
- unsigned char key_val;
- int ret;
- int Oflags;
- //在应用程序中捕捉SIGIO信号(由驱动程序发送)
- signal(SIGIO, my_signal_fun);
- fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
- if (fd < 0)
- {
- printf("can't open! ");
- }
- //将当前进程PID设置为fd文件所对应驱动程序将要发送SIGIO,SIGUSR信号进程PID
- fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
- //获取fd的打开方式
- Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);
- //将fd的打开方式设置为FASYNC --- 即 支持异步通知
- //该行代码执行会触发 驱动程序中 file_operations->fasync 函数 ------fasync函数调用fasync_helper初始化一个fasync_struct结构体,该结构体描述了将要发送信号的进程PID (fasync_struct->fa_file->f_owner->pid)
- fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);
- while (1)
- {
- sleep(1000);
- }
- return 0;
- }
驱动程序举例:
- static int fifth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)
- {
- printk("driver: fifth_drv_fasync ");
- //初始化/释放 fasync_struct 结构体 (fasync_struct->fa_file->f_owner->pid)
- return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async);
- }
- 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)
- {
- /* 松开 */
- key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
- }
- else
- {
- /* 按下 */
- key_val = pindesc->key_val;
- }
- ev_press = 1; /* 表示中断发生了 */
- wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */
- //发送信号SIGIO信号给fasync_struct 结构体所描述的PID,触发应用程序的SIGIO信号处理函数
- kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);
- return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
- }