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分类： LINUX
2015-05-19 10:25:38
1、阻塞型字符设备驱动的功能
当一个设备无法立刻满足用户的读写请求时应当如何处理? 例如:调用read时没有数据可读, 但以后可能会有;或者一个进程试图向设备写入数据,但是设备暂时没有准备好接收数据。应用程序通常不关心这种问题,应用程序只是调用 read 或 write 并得到返回值。驱动程序应当(缺省地)阻塞进程,使它进入睡眠,直到请求可以得到满足。
2、阻塞方式
1）在阻塞型驱动程序中,Read实现方式如下:如果进程调用read,但设备没有数据或数据不足,进程阻塞。当新数据到达后,唤醒被阻塞进程。
2）在阻塞型驱动程序中,Write实现方式如下:如果进程调用了write,但设备没有足够的空间供其写入数据,进程阻塞。当设备中的数据被读走后,缓冲区中空出部分空间,则唤醒进程。
3、非阻塞方式
阻塞方式是文件读写操作的默认方式,但应用程序员可通过使用O_NONBLOCK标志来人为的设置读写操作为非阻塞方式(该标志定义在
如果设置了O_NONBLOCK标志,read和write的行为是不同的。如果进程在没有数据就绪时调用了read,或者在缓冲区没有空间时调用了write,系统只是简单地返回-EAGAIN,而不会阻塞进程。
4、实例分析
程序实现的功能当进程读文件时，没有数据可读，则该进程阻塞。
1）memdev.h源代码
#ifndef _MEMDEV_H_
#define _MEMDEV_H_
#ifndef MEMDEV_MAJOR
#define MEMDEV_MAJOR 0 /*预设的mem的主设备号*/
#endif
#ifndef MEMDEV_NR_DEVS
#define MEMDEV_NR_DEVS 2 /*设备数*/
#endif
#ifndef MEMDEV_SIZE
#define MEMDEV_SIZE 4096
#endif
/*mem设备描述结构体*/
struct mem_dev
{
char *data;
unsigned long size;
wait_queue_head_t inq;
};
#endif /* _MEMDEV_H_ */
2）阻塞型字符驱动memdev.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "memdev.h"
static mem_major = MEMDEV_MAJOR;
bool have_data = false; /*表明设备有足够的数据可供读*/
module_param(mem_major, int, S_IRUGO);
struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体制针*/
struct cdev cdev;
/*文件打开函数*/
int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct mem_dev *dev;
/*获取次设备号*/
int num = MINOR(inode->i_rdev);
if (num >= MEMDEV_NR_DEVS)
return -ENODEV;
dev = &mem_devp[num];
/*将设备描述结构指针赋值给文件私有数据指针*/
filp->private_data = dev;
return 0;
}
/*release函数*/
int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
/*读函数*/
static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
unsigned int count = size;
int ret = 0;
struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/
/*判断读位置是否有效*/
if (p >= MEMDEV_SIZE)
return 0;
if (count > MEMDEV_SIZE - p)
count = MEMDEV_SIZE - p;
while (!have_data) /* 没有数据可读 ，考虑为什么不用if，而用while。答：为了排除由于中断唤醒等待队列，但此时并没有数据可读，故次用while和interruptible配合的原因*/
{
/*判断用户是否设置了非阻塞方式*/
if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
return -EAGAIN; /*设置了非阻塞方式*/
/*当设置了阻塞方式*/
wait_event_interruptible(dev->inq,have_data);/**当have_data为真时，立即返回，否则让进程进入TASK_KILL
的睡眠 并挂在dev->inq队列上*/
}
/*读数据到用户空间*/
if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))
{
ret = - EFAULT;
}
else
{
*ppos += count;
ret = count;
printk(KERN_INFO "read %d bytes(s) from %d\n", count, p);
}
have_data = false; /* 表明不再有数据可读 */
return ret;
}
/*写函数*/
static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
unsigned int count = size;
int ret = 0;
struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/
/*分析和获取有效的写长度*/
if (p >= MEMDEV_SIZE)
return 0;
if (count > MEMDEV_SIZE - p)
count = MEMDEV_SIZE - p;
/*从用户空间写数据*/
if (copy_from_user(dev->data + p, buf, count))
ret = - EFAULT;
else
{
*ppos += count;
ret = count;
printk(KERN_INFO "written %d bytes(s) from %d\n", count, p);
}
have_data = true; /* 有新的数据可读 */
/* 唤醒读进程*/
wake_up(&(dev->inq));
return ret;
}
/* seek函数 */
static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)
{
loff_t newpos;
switch(whence) {
case 0: /* SEEK_SET */
newpos = offset;
break;
case 1: /* SEEK_CUR */
newpos = filp->f_pos + offset;
break;
case 2: /* SEEK_END */
newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;
break;
default: /* can't happen */
return -EINVAL;
}
if ((newpos<0) || (newpos>MEMDEV_SIZE))
return -EINVAL;
filp->f_pos = newpos;
return newpos;
}
/*?文件操作结构体*/
static const struct file_operations mem_fops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = mem_llseek,
.read = mem_read,
.write = mem_write,
.open = mem_open,
.release = mem_release,
};
/*设备驱动模块加载函数*/
static int memdev_init(void)
{
int result;
int i;
dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);
/* 静态申请设备号*/
if (mem_major)
result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");
else /* 动态分配设备号 */
{
result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");
mem_major = MAJOR(devno);
}
if (result < 0)
return result;
/*初始化cdev结构*/
cdev_init(&cdev, &mem_fops);
cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev.ops = &mem_fops;
/* 注册字符设备*/
cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);
/* 为设备描述结构分配内存*/
mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);
if (!mem_devp) /*申请失败*/
{
result = - ENOMEM;
goto fail_malloc;
}
memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));
/*为设备分配内存*/
for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++)
{
mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;
mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);
memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);
/*初始化等待队列*/
init_waitqueue_head(&(mem_devp[i].inq));
}
return 0;
fail_malloc:
unregister_chrdev_region(devno, 1);
return result;
}
/*模块卸载函数*/
static void memdev_exit(void)
{
cdev_del(&cdev); /*注销设备*/
kfree(mem_devp); /*释放设备结构体内存*/
unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*释放设备号*/
}
MODULE_AUTHOR("yinjiabin");
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(memdev_init);
module_exit(memdev_exit);
3）测试程序源码app-read.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
int fd;
fd_set rds;
int ret;
char Buf[128];
/*初始化Buf*/
strcpy(Buf,"memdev is char dev!");
printf("BUF: %s\n",Buf);
/*打开设备文件*/
fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
FD_ZERO(&rds);
FD_SET(fd, &rds);
/*清除Buf*/
strcpy(Buf,"Buf is NULL!");
printf("Read BUF1: %s\n",Buf);
ret = select(fd + 1, &rds, NULL, NULL, NULL);
if (ret < 0)
{
printf("select error!\n");
exit(1);
}
if (FD_ISSET(fd, &rds))
read(fd, Buf, sizeof(Buf));
/*检测结果*/
printf("Read BUF2: %s\n",Buf);
close(fd);
return 0;
}
本篇文章来源于 Linux公社网站() 原文链接：
