异步通知与同步互斥

进程间通信用的测试程序：

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

 void my_signal_fun(int signum)

{

static int cnt=0;

printf("signal=%d,%d times\n",signum,++cnt);

}

int main(int argc,char ** argv)

{

signal(SIGUSR1,my_signal_fun);

while(1)

{

sleep(1000);

}

return 0;

}

运行程序后在中断上使用Kill命令发生信号 Kill -USER1 833 或者 Kill -10 833，可以看到打印的信息：signal=10,1 times。

异步通知：异步通知的意思是一旦设备就绪，就主动通知应用程序，这样应用程序根本读不需要查询设备状态。

当有按键按下时，驱动程序提醒应用程序去读。采用异步通知的方式实现：signal（信号），进程间通信。

发信号要点：

（1）注册一信号处理函数

（2）谁发信号？

（3）谁接收信号？

（4）怎么发信号？

答：

（1）应用程序注册信号处理函数

（2）驱动程式发给应用程序

（3）应用程序接收：应用程序要将自己的PID传给驱动

（4）Kill_fasync

Kill -9 PID

驱动程序中

static struct fasync_struct *button_async_queue; //定义一个结构体button_async_queue

static int fifth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)//定义函数

{

printk("driver: fifth_drv_fasync\n");

return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async);

}

 

kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN); //中断程序中给进程发信号

.fasync  =  fifth_drv_fasync,   //file_operations结构体中增加如函数

应用程序中

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：

 

signal(SIGIO, my_signal_fun);  //注册了信号处理函数

 

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

 

void my_signal_fun(int signum)

{

unsigned char key_val;

read(fd, &key_val, 1);

printf("key_val: 0x%x\n", key_val);

}

 

同步互斥：

同一时刻只能有一个文件打开驱动程序。

1. 原子操作

原子操作指的是在执行过程中不会被别的代码路径所中断的操作。

常用原子操作函数举例：

atomic_t v = ATOMIC_INIT(0);     //定义原子变量v并初始化为0

atomic_read(atomic_t *v);        //返回原子变量的值

void atomic_inc(atomic_t *v);    //原子变量增加1

void atomic_dec(atomic_t *v);    //原子变量减少1

int atomic_dec_and_test(atomic_t *v); //自减操作后测试其是否为0，为0则返回true，否则返回false。

 

2. 信号量

信号量（semaphore）是用于保护临界区的一种常用方法，只有得到信号量的进程才能执行临界区代码。

当获取不到信号量时，进程进入休眠等待状态。

定义信号量

struct semaphore sem;

初始化信号量

void sema_init (struct semaphore *sem, int val);

void init_MUTEX(struct semaphore *sem);//初始化为0

 

static DECLARE_MUTEX(button_lock);     //定义互斥锁

 

获得信号量

void down(struct semaphore * sem);

int down_interruptible(struct semaphore * sem); 

int down_trylock(struct semaphore * sem);

释放信号量

void up(struct semaphore * sem);

 

3. 阻塞

阻塞操作    

是指在执行设备操作时若不能获得资源则挂起进程，直到满足可操作的条件后再进行操作。

被挂起的进程进入休眠状态，被从调度器的运行队列移走，直到等待的条件被满足。

 

非阻塞操作：

进程在不能进行设备操作时并不挂起，它或者放弃，或者不停地查询，直至可以进行操作为止。

 

fd = open("...", O_RDWR | O_NONBLOCK);