6410之异步通知机制

在前面几章说了下面几种访问节点的方法：

1.查询方式 ： 这种耗资源

2.中断方式： 只要按键没有按下，read就不会返回

3.poll方式：在指定的时间内，如果按键没有按下会返回

在上面几种方法中，都是应用程序主动的取read。那么有没有一种方法，由驱动去提醒应用程序呢？

有，这就是异步通知机制，它是使用signal来实现的。

先做一个实验,看看进程间是如何发信号的。

#include <stdio.h>#include <signal.h>void mysignalhandle(int signum){static int cnt = 0;printf("The signum is %d\n and send %d times \n",signum,++cnt);}int main(int argc,char **argv){signal(SIGUSR1, mysignalhandle);while(1){sleep(1000);}return 0;}

操作如下：

/test # ./signaltest & 

/test # The signum is 10                                                        
 and send 7 times                   //SIGUSR1的信号编号为10                                                  
/test # kill -10 600                    //600为signaltest的进程号                                        
/test # The signum is 10                                                        
 and send 8 times 
所以进程间可以通过kill命令，进程号，信号编号来进行发送信号，接受进程接受到信号就会调用相关的信号处理函数。

所以信号处理的要点：

1.注册信号处理函数

2.谁发？

2.发给谁？

4.怎么发？

那么如何编写异步通知驱动程序？

目标：按下按键的时候，驱动通知应用程序。

1.应用程序：注册信号处理函数

2.谁发： 驱动来发

3.发给谁： 应用程序。应用程序要告诉驱动应用程序的PID是多少

4.怎么发： kill_fasync函数来发送

先来看下驱动程序：

#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/init.h>#include <asm/uaccess.h>#include <linux/device.h>#include <asm/io.h>#include <linux/interrupt.h>#include <mach/regs-gpio.h>#include <linux/gpio.h>#include <linux/poll.h>struct class *buttons_class;struct device *buttons_dev;static struct fasync_struct *buttons_async;static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);//定义休眠队列static volatile int ev_press = 0; //初始值为0，处于休眠状态static unsigned char key_val;struct pin_desc{unsigned int pin;unsigned int key_val;};struct pin_desc pins_desc[4] = {{S3C64XX_GPN(0),0x01},{S3C64XX_GPN(1),0x02},{S3C64XX_GPN(2),0x03},{S3C64XX_GPN(3),0x04},};static irqreturn_t button_irq_handle(int irq, void *devid){printk("irq = %d\n",irq);struct pin_desc * pindesc = (struct pin_desc *)devid;unsigned int pinval;pinval = gpio_get_value(pindesc->pin);if (pinval){key_val = 0x80 | pindesc->key_val;printk("songkai\n");}else{key_val = pindesc->key_val;printk("anxia\n");}ev_press = 1;   //唤醒                  wake_up_interruptible(&button_waitq);  kill_fasync(&buttons_async, SIGIO, POLL_IN);//向应用程序发送信号在有按键按下后告诉应用程序，SIGIO表示IO口有数据变化return IRQ_HANDLED;}static int buttons_drv_open(struct inode *inode, struct file *file){printk("buttons_drv_open \n");request_irq(IRQ_EINT(0),button_irq_handle,IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, "PAD1", &pins_desc[0]);request_irq(IRQ_EINT(1),button_irq_handle,IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, "PAD2", &pins_desc[1]);request_irq(IRQ_EINT(2),button_irq_handle,IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, "PAD3", &pins_desc[2]);request_irq(IRQ_EINT(3),button_irq_handle,IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, "PAD4", &pins_desc[3]);return 0;}static ssize_t buttons_drv_read( struct file *file,  char __user *buffer,  size_t len,  loff_t *offset ){if (len != 1)return -EINVAL;wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);//进入睡眠ev_press = 0;copy_to_user(buffer, &key_val, 1);return 1;}int buttons_drv_release(struct inode *inode, struct file *file){free_irq(IRQ_EINT(0),&pins_desc[0]);free_irq(IRQ_EINT(1),&pins_desc[1]);free_irq(IRQ_EINT(2),&pins_desc[2]);free_irq(IRQ_EINT(3),&pins_desc[3]);return 0;}static unsigned int buttons_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait){unsigned int mask = 0;poll_wait(file, &button_waitq, wait);//到这里还没有进入休眠if (ev_press)mask |= POLLIN | POLLWRNORM;//mask是返回应用程序poll的返回值,mask一定要和应用程序中的events相对应，不然还会进行超时return mask;}static int buttons_drv_fasync(int fd, struct file *filp, int on){return fasync_helper(fd, filp, on, &buttons_async);//应用程序的进程ID保存在buttons_async中，这个由内核帮助设置}static struct file_operations buttons_fops = {    .owner   =   THIS_MODULE,        .open    =   buttons_drv_open,    .read    =   buttons_drv_read,    .release =   buttons_drv_release,    .poll    =   buttons_drv_poll,    .fasync  =   buttons_drv_fasync,};int major;static int __init buttons_drv_init(void){printk("buttons_drv_init \n");major = register_chrdev(0,"buttons",&buttons_fops);buttons_class = class_create(THIS_MODULE,"buttons");buttons_dev = device_create(buttons_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"buttons");return 0;}static void __exit buttons_drv_exit(void){device_destroy(buttons_class,MKDEV(major,0));class_destroy(buttons_class);unregister_chrdev(major,"buttons");}module_init(buttons_drv_init);module_exit(buttons_drv_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

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。也就是上面最终调用的fasync_helper函数，这个函数帮助我们设置了应用程序的进程ID
3. 在设备资源可获得时，调用kill_fasync()函数激发相应的信号


应用程序所要做的工作：
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());  // 告诉驱动，发给谁
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);    //获取当前的FLAGS
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，也就是上面的buttons_async

应用程序实现如下：

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <fcntl.h>int fd;void mysignalhandle(int signum){unsigned int key_val;read(fd, &key_val, 1);printf("key_val = 0x%x\n", key_val);}int main(int argc,char **argv){int Oflags;fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);if (fd < 0){printf("can't open!\n");}fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());  // 告诉驱动，发给谁Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);    //获取当前的FLAGSfcntl(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，也就是上面的buttons_asyncsignal(SIGIO, mysignalhandle);while(1){sleep(1000);}return 0;}