linux驱动笔记五（阻塞与非阻塞I/O）

设备访问有阻塞与非阻塞两种方式。

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，直到满足操作条件后再进行操作。被挂起的进程进入休眠状态，从运行队列移走，直到等待的条件满足。

非阻塞操作在不能进行设备操作时并不挂起，它或者放弃，或者不停的查询，直到可以进行操作为止。

阻塞的例子：

res = read(fd, &buf, 1);

if (res==1)    //当有输入时才返回

  printf("ok");

非阻塞的例子：

while(read(fd, &buf, 1) != 1); 无输入时也返回，循环尝试读取

printf("ok");

可以使用等待队列实现阻塞进程的唤醒。

定义等待队列头：wait_queue_head_t my_queue;

初始化等待队列头：init_waitqueue_head(&my_queue):

定义并初始化：DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(name)；

定义等待队列：DECLARE_WAITQUEUE(name,tsk);

添加或移除等待队列：void fastcall add_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait); ...remove_...

等待事件：wait_event(queue,condition); ...interruptible(), ...timeout(), ...interruptible_timeout();当condition不满足时阻塞。与唤醒队列对应

唤醒队列： wake_up(), wake_up_interruptible() 

在队列上睡眠：sleep_on(wait_queue_head_t *q);将目前进程状态设置成TASK_UNINTERRUPTIBLE，并且定义一个等待队列，将它附属到等待队列头q，直到资源可获得，队列被唤醒。

   interruptible_sleep_on()，设置成TASK_INTERRUPTIBLE. 与唤醒队列对应。

在驱动程序中改变进程状态并且调用schedule的模板：

1，定义等待队列

2，添加等待队列

3，如果设备不可写，改变状态进程（__set_current_state()）

4，并且如果为非阻塞操作（if (file->f_flags & O_NONBLOCK）则立即退出

5，否则用schedule()放弃cpu，调度其他进程执行

6，如果因为信号而被唤醒（signal_pending）则退出

7，当设备可写开始写设备缓冲区，

8，写完后将等待队列移出等待队列头，将进程状态设置为TASK_RUNNING

轮询。使用非阻塞I/O的应用程序通常会使用select()和poll()系统调用查询是否可对设备进行无阻塞的房屋内。他们两个本质上是一样的。select()和poll()系统调用最终会引发设备驱动中的poll()函数被执行。

unsigned int (*poll)(struct file *filp, struct poll_table* wait);

第二个参数为轮询表指针，poll函数进行以下两项工作：

1，对可能引起设备文件状态变化的等待队列调用poll_wait()函数，将对应的等待队列头添加到poll_table;

2,返回表示能否对设备进行无阻塞读、写访问的掩码。

poll_wait()把当前进程添加到wait参数指定的等待列表（poll_table）中。

因此poll()函数的典型模板如下

static unsigned int xxx_poll(struct file *filp, poll_table *wait)

{

...

poll_wait(filp, &dev->r_wait, wait); //加读等待队列头

poll_wait(filp, &dev->w_wait, wait); //加写等待队列头

...

if(...) //可读

  mask |= POLLIN | POLLRDNORM;

if(...) //可写

  mask |= POLLOUT | POLLRDNORM;

return mask;

}

以下是对设备进行poll操作的应用程序。

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#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define FIFO_CLEAR 0x1

#define BUFFER_LEN 20

main()

{

  int fd, num;

  char rd_ch[BUFFER_LEN];

  fd_set rfds,wfds;

  

  /*以非阻塞方式打开/dev/globalmem设备文件*/

  fd = open("/dev/globalfifo", O_RDONLY | O_NONBLOCK);

  if (fd !=  - 1)

  {

    /*FIFO清0*/

    if (ioctl(fd, FIFO_CLEAR, 0) < 0)

    {

      printf("ioctl command failed\n");

    }

    while (1)

    {

      FD_ZERO(&rfds);

      FD_ZERO(&wfds);

      FD_SET(fd, &rfds);

      FD_SET(fd, &wfds);

      select(fd + 1, &rfds, &wfds, NULL, NULL); //select中第一个参数是需要检查号码最高的文件描述符加1.

      /*数据可获得*/

      if (FD_ISSET(fd, &rfds))

      {

       printf("Poll monitor:can be read\n");

      }

      /*数据可写入*/

      if (FD_ISSET(fd, &wfds))

      {

       printf("Poll monitor:can be written\n");

      }      

    }

  }

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没写入前结果一直循环显示可写，写入后显示可写可读，若写满则会显示可读。