按键驱动的恩恩怨怨之异步通知

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       说起异步通知，简单点的理解就是：以前都是应用程序主动看按键是否按下云云的。。。这回应用程序架子大了。说老子才不去呢。把任务给了驱动。然后驱动发现按键按下，屁颠屁颠的去通知应用程序。

一.驱动代码

      如果你看了前几篇文章，这个代码对你来说是非常简单的，所改动的东西非常的少。

#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;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;  //定义一个结构struct pin_desc{                  //定义结构体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;/* * K1,K2,K3,K4对应GPG0，GPG3，GPG5，GPG6 */struct pin_desc pins_desc[4] = {     //定义一个结构体数组{S3C2410_GPG0, 0x01},{S3C2410_GPG3, 0x02},{S3C2410_GPG5, 0x03},{S3C2410_GPG6, 0x04},};/*  * 确定按键值  */static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)          //参数中断号，和ID{struct pin_desc * pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;    //?定义一个结构体指针使他的初值为IDunsigned int pinval;pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);            //系统函数独处引脚值（GPF0）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);   //发送信号return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);}static int fifth_drv_open(struct inode *inode, struct file *file){/* GPG0，GPG3，GPG5，GPG6为中断引脚: EINT8,EINT11,EINT13,EINT14 */request_irq(IRQ_EINT8,  buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "K1", &pins_desc[0]);request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "K2", &pins_desc[1]);request_irq(IRQ_EINT13, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "K3", &pins_desc[2]);request_irq(IRQ_EINT14, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "K4", &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)     //出链，禁止中断{free_irq(IRQ_EINT8,  &pins_desc[0]);free_irq(IRQ_EINT11, &pins_desc[1]);free_irq(IRQ_EINT13, &pins_desc[2]);free_irq(IRQ_EINT14, &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，只是把进程挂到队列里面去if (ev_press)                          //判断是否有数据返回。有的话进行赋值，没有的话休眠mask |= POLLIN | POLLRDNORM;    //返回位掩码, 它描述哪个操作可马上被实现。return mask;}static int fifth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)   {printk("driver: fifth_drv_fasync\n");             //为了说明次函数被调用增加一条打印语句return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async); //初始化定义的结构体}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;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);return 0;}module_init(fifth_drv_init);module_exit(fifth_drv_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

二.应用程序代码

#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)    //信号处理函数{unsigned char key_val;read(fd, &key_val, 1);       //读取按键值printf("key_val: 0x%x\n", key_val);  //打印}int main(int argc, char **argv){unsigned char key_val;int ret;int Oflags;signal(SIGIO, my_signal_fun); //注册信号处理函数fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);if (fd < 0){printf("can't open!\n");}fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());      // 告诉内核，发给谁（通过PID）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_structwhile (1){sleep(1000);}return 0;}

三.分析

           1.应用程序

        首先来看看应用程序都干了些什么。应用程序首先注册了信号处理函数（函数的处理主要写在这里），然后打开驱动。主函数中while（1）中是个循环，一直睡眠。当中断发生时候，驱动会把信号发给应用程序，应用程序在信号处理函数进行处理。fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

                                Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);
                                fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);
这三段代码是应用程序实现异步通知的机制所在。

用户程序必须执行 2 个步骤来使能来自输入文件的异步通知. 首先, 它们指定一个进程作为文件的拥有者. 当一个进程使用 fcntl 系统调用发出 F_SETOWN 命令, 这个拥有者进程的 ID 被保存在 filp->f_owner 给以后使用. 这一步对内核知道通知谁是必要的. 为了真正使能异步通知, 用户程序必须设置 FASYNC 标志在设备中, 通过 F_SETFL fcntl 命令.

在这 2 个调用已被执行后, 输入文件可请求递交一个 SIGIO 信号, 无论何时新数据到达. 信号被发送给存储于 filp->f_owner 中的进程(或者进程组, 如果值为负值).

（说的有点可能难以理解，没关系最后会用一张图给小伙伴们说明其中的道理）

           2.驱动程序

1. 当发出 F_SETOWN, 什么都没发生, 除了一个值被赋值给 filp->f_owner.（内核完成的）

2.当 F_SETFL 被执行来打开 FASYNC, 驱动的 fasync 方法被调用.

static int fifth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)   {printk("driver: fifth_drv_fasync\n");             //为了说明次函数被调用增加一条打印语句return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async); //初始化定义的结构体}

3. 当数据到达, 所有的注册异步通知的进程必须被发出一个 SIGIO 信号.

kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);  

到这里应用程序就接收到信号了，执行相应的操作了。
       

           3.图片

你发现怎么我按下一次出现了了好几个0x1啊。卖个关子，下面几篇会有讲诉。