linux字符设备驱动-重新学习-笔记-2

╰半橙微兮° 2022-09-07 14:57 212阅读 0赞

一、对外部数据的读取一般有这样机制方式：   
1.查询：通过死循环，一直执行读取，太耗资源；   
2.中断处理+休眠：驱动层使用，中断发生前内核驱动休眠等待，中断中进行休眠唤醒，一直休眠，不返回；   
3.poll机制：应用层使用，在指定时间内休眠等待，超时返回；   
4.异步通知signal；

其中前三种都是应用程序主动读取的方式，最后一种是由驱动主动通知的方式。

**4.异步通知signal： **  
为使设备支持异步通知机制，驱动程序中涉及一下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，可在该函数中调用fasync\_helper()填充struct fasync\_struct类型结构体，该结构体中包含了信号获取方的信息。   
（3）在设备资源可获得时，调用kill\_fasync()函数激发相应的信号。其第一个参数就是struct fasync\_struct结构体，包含信号获取方的信息。

应用程序中，即信号接收方，设计的工作：   
1.绑定信号及信号处理函数：   
signal(SIGIO, my\_signal\_fun);   
2.激发驱动执行fasync()：   
fcntl(fd, F\_SETOWN, getpid());//告诉驱动，信号发给谁   
Oflags = fcntl(fd, F\_GETFL);    
fcntl(fd, F\_SETFL, Oflags | FASYNC);//改变fasync标记，激发驱动程序中fasync()->fasync\_helper初始化或释放fasync\_struct结构体

二、同步、互斥方法：   
目的是同一时刻只能有1个应用打开某驱动   
1.原子操作+标志量；  
2.信号量semaphore

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。   
常用的原子操作函数举例：   
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 \*sme);   
int down\_interruptible(struct semaphore \*sem);//获取不到就休眠，休眠可被打断   
int down\_trylock(struct semaphore \*sem);      //获取不到会返回   
释放信号量   
void up(struct semaphore \*sem);

三、阻塞：   
阻塞操作，是指在执行设备操作时若不能获的资源则挂起进程，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，直到可以进行操作为止。

fd = open("xxx", O\_RDWR | O\_NONBLOCK);   
如上打开文件，默认情况下是阻塞方式打开，加上O\_NONBLOCK即非阻塞状态打开。  
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