韦东山第12.6节-字符驱动之异步通知

1 异步通知机制讲解

按键查询的方法：

1 查询：耗资源

2 中断：会休眠，read函数一种等待

3 poll：指定超时时间

这三种方式都是应用程序主动读read。

目的：让驱动程序去通知应用程序去read；

fcntl函数有5种功能： 
1. 复制一个现有的描述符(cmd=F_DUPFD). 
2. 获得／设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD). 
3. 获得／设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL). 
4. 获得／设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN). 
5. 获得／设置记录锁(cmd=F_GETLK , F_SETLK或F_SETLKW).

为了使设备支持异步通知机制，驱动程序中涉及以下3项工作：
1. 支持F_SETOWN命令，能在这个控制命令处理中设置filp->f_owner为对应进程ID。 不过此项工作已由内核完成，设备驱动无须处理。
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()函数将得以执行。 驱动中应该实现fasync()函数。
3. 在设备资源可获得时，调用kill_fasync()函数激发相应的信号
应用程序： fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());  // 告诉内核，发给谁
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);  // 改变fasync标记，最终会调用到驱动的faync > fasync_helper：初始化/释放fasync_struct 

2 驱动源码

源码注释很清楚 主要看源码注释；

在上一节的基础上修改而来，应异步通知机制新加入的代码被标记为红色

//fifth_drv.c 源码#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/init.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/irq.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/irq.h>#include <asm/io.h>#include <asm/arch/regs-gpio.h>#include <asm/hardware.h>#include <linux/poll.h>static struct class *fifthdrv_class;static struct class_device*fifthdrv_class_dev;volatile unsigned long *gpfcon;volatile unsigned long *gpfdat;volatile unsigned long *gpgcon;volatile unsigned long *gpgdat;static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，fifth_drv_read将它清0 */static volatile int ev_press = 0;static struct fasync_struct *button_async;struct pin_desc{unsigned int pin;unsigned int key_val;};/* 键值: 按下时, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04 *//* 键值: 松开时, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84 */static unsigned char key_val;struct pin_desc pins_desc[4] = {{S3C2410_GPF0, 0x01},{S3C2410_GPF2, 0x02},{S3C2410_GPG3, 0x03},{S3C2410_GPG11, 0x04},};/*  * 确定按键值  */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 */kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);    //void kill_fasync(struct fasync_struct **fp, int sig, int band)  /*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                button_async结构体中包含有进程id，button_async结构体在fifth_drv_fasync函数中被初始化                SIGIO 要发的信号*/return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);}static int fifth_drv_open(struct inode *inode, struct file *file){/* 配置GPF0,2为输入引脚 *//* 配置GPG3,11为输入引脚 */request_irq(IRQ_EINT0,  buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S2", &pins_desc[0]);request_irq(IRQ_EINT2,  buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S3", &pins_desc[1]);request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S4", &pins_desc[2]);request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S5", &pins_desc[3]);return 0;}ssize_t fifth_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos){if (size != 1)return -EINVAL;/* 如果没有按键动作, 休眠 */wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);/* 如果有按键动作, 返回键值 */copy_to_user(buf, &key_val, 1);ev_press = 0;return 1;}int fifth_drv_close(struct inode *inode, struct file *file){free_irq(IRQ_EINT0, &pins_desc[0]);free_irq(IRQ_EINT2, &pins_desc[1]);free_irq(IRQ_EINT11, &pins_desc[2]);free_irq(IRQ_EINT19, &pins_desc[3]);return 0;}static unsigned fifth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait){unsigned int mask = 0;poll_wait(file, &button_waitq, wait); // 不会立即休眠if (ev_press)mask |= POLLIN | POLLRDNORM;return mask;}static int fifth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on){printk("driver: fifth_drv_fasync\n");return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async);//构建button_async结构体}static struct file_operations sencod_drv_fops = {    .owner   =  THIS_MODULE,    /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */    .open    =  fifth_drv_open,     .read =fifth_drv_read,   .release =  fifth_drv_close,.poll    =  fifth_drv_poll,.fasync =  fifth_drv_fasync,};int major;static int fifth_drv_init(void){major = register_chrdev(0, "fifth_drv", &sencod_drv_fops);fifthdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "fifth_drv");fifthdrv_class_dev = class_device_create(fifthdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); /* /dev/buttons */gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);gpfdat = gpfcon + 1;gpgcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000060, 16);gpgdat = gpgcon + 1;return 0;}static void fifth_drv_exit(void){unregister_chrdev(major, "fifth_drv");class_device_unregister(fifthdrv_class_dev);class_destroy(fifthdrv_class);iounmap(gpfcon);iounmap(gpgcon);return 0;}module_init(fifth_drv_init);module_exit(fifth_drv_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

//fifthdrvtest.c源码#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <poll.h>#include <signal.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>/* fifthdrvtest   */int fd;void my_signal_fun(int signum){unsigned char key_val;read(fd, &key_val, 1);printf("key_val: 0x%x\n", key_val);}int main(int argc, char **argv){unsigned char key_val;int ret;int Oflags;signal(SIGIO, my_signal_fun);  //内核发出的一般是SIGIO/*当有中断时中断处理函数buttons_irq通过kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);发送SIGIO信号；            SIGIO信号触发my_signal_fun函数*///http://blog.csdn.net/GZFStudy/article/details/51578570/* 应用程序 不会主动 的去读键值； my_signal_fun 什么时候被调用呢?  在驱动程序的中断处理函数 static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id) 中， 信号发送函数 是kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN) ； 当有按键按下时候，就会给应用程序发送一个信号; 这个信号就会触发 应用程序 调用信号处理函数 signal(SIGIO, my_signal_fun);  信号处理函数指向了 void my_signal_fun(int signum) 函数；  */  fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);if (fd < 0){printf("can't open!\n");}fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());    //F_SETOWN ；进程将进程号告知驱动；    /*http://blog.csdn.net/pbymw8iwm/article/details/7974789    fcntl函数有5种功能： 1. 复制一个现有的描述符(cmd=F_DUPFD). 2. 获得／设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD). 3. 获得／设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL). 4. 获得／设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN). 5. 获得／设置记录锁(cmd=F_GETLK , F_SETLK或F_SETLKW).*/Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); //获取状态标记fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);    // 改变fasync标记，最终会调用到驱动的faync > fasync_helper：初始化/释放fasync_struct    //每当fasunc表记被改变就会调用驱动的fasync 函数while (1){sleep(1000);}return 0;}