4 异步通知 信号signal 调用驱动 fasync

LDD3 P169

驱动程序怎样实现异步信号？？？从驱动程序的角度考虑

1. F_SETOWN被调用时对filp->f_owner赋值，此外什么也不做

2. 在执行F_SETFL启动FASYNC时，调用驱动程序的fasync方法。只要filp->f_flags中的FASYNC标志发生了变化，就会调用该方法，以便把这个变化通知驱动程序。  文件打开时，FAYSNC标志被默认是清除的。

3. 当数据到达时，所有注册为异步通知的进程都会被发送一个SIGIO信号。

驱动程序中异步通知编程用到：一个数据结构和两个函数,头文件

1284  struct fasync_struct {
1285    spinlock_t              fa_lock;
1286  int magic;
1287    int fa_fd;
1288  struct fasync_struct *fa_next; /* singly linked list */
1289  struct file *fa_file;
1290  struct rcu_head         fa_rcu;
1291  };

fs.h  linux-2.6.35
1296 extern int fasync_helper(int fd, struct file *filp, int mode, struct fasync_struct **fa);
1297/* can be called from interrupts */
1298 extern void kill_fasync(struct fasync_struct **fa, int sig, int band);

pp182 在globalmem驱动中增加异步通知

下面的程序是在”3 阻塞 add_wait_queue wait_event wake_up “修改

附件代码： globalmem_fifo_async.rar   将rar修改为 tar.bz2

内容修改增加如下：

struct globalmem_dev{
        struct cdev cdev;
        unsigned char mem[GLOBALMEM_SIZE];////全局内存
        unsigned int current_len;//fifo有效数据长
        struct semaphore sem;//并发控制的信号量
        wait_queue_head_t r_wait; // read //阻塞读用的等待队列头
        wait_queue_head_t w_wait; // write
        struct fasync_struct *async_queue;////异步结构体指针，用于读
};

static int globalmem_fasync(int fd,struct file *filp,int mode)
{
        struct globalmem_dev *dev=filp->private_data;
        return fasync_helper(fd,filp,mode,&dev->async_queue);
}

write函数中
////产生异步读信号
                if(dev->async_queue)
                        kill_fasync(&dev->async_queue,SIGIO,POLL_IN);

在设备资源可以获得时，调用kill_fasync()释放SIGIO，可读时第三个参数设置为POLL_IN，可写时第三个参数设置为POLL_OUT

在ldd3 p171：当数据到达时，必须执行上述语句来通知异步读取进程。由于供给glebalmem的读取进程的新数据是由某个进程调用write产生的，所以这条语句在write方法中。

当设备可写时，在read方法中实现，这时，kill_fasync必须是 POLL_OUT

int globalmem_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{
        ////将文件从异步列表中删除
        globalmem_fasync(-1,filp,0);
        return 0;
}

void input_handler(int signum)
{
    printf("receive a signal from globalmem fifo,signalnum:%d\n",signum);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    int oflags;

    fd = open("/dev/globalmem",O_RDWR,S_IRUSR | S_IWUSR);
    if(fd != -1)
    {
        ////
        signal(SIGIO,input_handler);
        fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());
        oflags = fcntl(fd,F_GETFL);
        fcntl(fd,F_SETFL,oflags | FASYNC);
        while(1)
            sleep(1);
    }
    else
    {
        printf("device open faiure\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

使用：

sudo insmod ./globalmem.ko
sudo mknod /dev/globalmem c 240 0

root@ywx:/globalmem_fifo_async/application# ls
app  app.c  app.o  Makefile
root@ywx:/globalmem_fifo_async/application# ./app &

[1] 6800

root@ywx:/globalmem_fifo_async/application# echo 1 > /dev/globalmem
receive a signal from globalmem fifo,signalnum:29
当有数据输入的时候，应用程序会返回信息，异步通知 实现了
root@ywx:/globalmem_fifo_async/application# echo "i love linux" > /dev/globalmem
receive a signal from globalmem fifo,signalnum:29
root@ywx:/globalmem_fifo_async/application# ps -A | grep app  查找我们运行的应用程序
 1705 ? 00:00:00 bluetooth-apple
 1708 ? 00:00:00 nm-applet
 1776 ? 00:00:01 wnck-applet
 1784 ? 00:00:00 trashapplet
 1824 ? 00:00:00 indicator-apple
 1828 ? 00:00:04 clock-applet
 1829 ? 00:00:00 indicator-apple
 1881 ? 00:00:00 indicator-appli
 1896 ? 00:00:00 applet.py
 6800 pts/2    00:00:00 app 这是我们执行的应用程序

参考资料：

1.小白：chinaunix linux设备驱动归纳总结（三）：7.异步通知fasync

2.

3.设备驱动的异步通知实现 chinaunix

总结：

信号异步通知 不会引起进程阻塞，而且进程也不知道什么时候信号会发出。

使用信号可以实现设备驱动与用户程序之间的异步通知，总体而言，设备驱动和用户空间要分别完成3项对应的工作，用户空间设置文件的拥有者、FASYNC标志及捕获信号，内核空间要对文件的拥有者、FASYNC标志的设置并在资源科获得时释放信号。