Linux驱动学习笔记：异步通知

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什么是异步通知

异步通知在（Linux）的实现中是通过（信号），而信号是在软件层次上对中断机制的一种（模拟）。这种机制和中断非常类似，所以可以以中断的思想来理解这一过程，信号其实就相当于应用层的中断。

信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互，内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。

如果该进程当前并未处于执行态，则该信号就由内核保存起来，直到该进程恢复执行再传递给它；如果一个信号被进程设置为阻塞，则该信号的传递被延迟，直到其阻塞被取消时才被传递给进程。

异步通知和异步IO的区别

异步通知：当资源可获得时，由驱动程序向应用层发送一个信号，主动通知应用程序，再由应用程序发起访问。

异步IO：主动获取设备的资源信息，首先发起一个IO操作请求，资源可用时，应用层注册的回调函数会被主动调用。但是异步通知不能直接调用应用层注册的回调函数，而是由驱动程序向应用层发送一个信号。

信号含义

信号名含义默认操作SIGHUP该信号在用户终端连接(正常或非正常)结束时发出，通常是在终端的控制进程结束时，通知同一会话内的各个作业与控制终端不再关联。终止SIGINT该信号在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出，终端驱动程序发送此信号并送到前台进程中的每一个进程。终止SIGQUIT该信号和SIGINT类似，但由QUIT字符(通常是Ctrl-\\)来控制。终止SIGILL该信号在一个进程企图执行一条非法指令时(可执行文件本身出现错误，或者试图执行数据段、堆栈溢出时)发出。终止SIGFPE该信号在发生致命的算术运算错误时发出。这里不仅包括浮点运算错误，还包括溢出及除数为0等其它所有的算术的错误。终止SIGKILL该信号用来立即结束程序的运行，并且不能被阻塞、处理和忽略。终止SIGALRM该信号当一个（定时器）到时的时候发出。终止SIGSTOP该信号用于暂停一个进程，且不能被阻塞、处理或忽略。暂停进程SIGTSTP该信号用于暂停交互进程，用户可键入SUSP字符(通常是Ctrl-Z)发出这个信号。暂停进程SIGCHLD子进程改变状态时，父进程会收到这个信号忽略SIGABORT该信号用于结束进程终止当应用层接收到一个信号时，可以对信号执行忽略、捕捉和缺省三种操作：

忽略信号：对信号不做任何处理，但是有两个信号不能忽略：即SIGKILL及SIGSTOP。

捕捉信号：定义信号处理函数，当信号发生时，执行相应的处理函数。

缺省信号：执行Linux对该信号的默认操作

应用层使用信号

以下是应用层捕捉SIGIO信号的简单示例：

voidinput_handler(intsignum){//如果驱动发送了SIGIO信号，在此处理printf("recivefrom%d\\n"，signum);}intmain(){intfd,oflags;fd=open("/dev/global",O_RDWR,S_IRUSR|S_IWUSR);if(fd!=-1){//启动信号机制signal(SIGIO,input_handler);//设置SIGIO信号的处理函数fcntl(fd,F_SETOWN,get（pi）d());//将进程ID赋值给filp->f_owneroflags=fcntl(fd,F_GETFL);fcntl(fd,F_SETFL,oflags|FASYNC);//驱动的fasync方法被调用while(1){sleep(1000);}}}当应用层F_SETOWN,驱动什么都没做,内核只是将进程的ID赋值给filp->f_owner；当应用层F_SETFL被执行来打开FASYNC,驱动的fasync方法被调用.当数据到达,驱动向进程发出一个SIGIO信号驱动如何实现异步信号

驱动的实现主要用到一个结构体和两个函数：

fasync_struct结构体：

structfasync_struct{spinlock_tfa_lock;intmagic;intfa_fd;structfasync_struct*fa_next;/*singlylinkedlist*/structfile*fa_file;structrcu_he（ad）fa_rcu;};函数：

fasync_helper()：用于处理FASYNC标志变更

fasync_helper()函数是用来初始化fasync_struct结构体变量，并设置异步通知队列的

intfasync_helper(intfd,//文件描述符structfile*filp,//文件指针inton,structfasync_struct**fapp);//要设置的结构第三个参数on表示设置还是删除，on为真时初始化，为假时（0），移除.

kill_fasync()：发送信号

voidkill_fasync(structfasync_struct**fp,intsig,intband)；fp：是已初始化的fasync_struct数据结构

sig：要发送的信号

band：在可读时设置为POLL_IN，在可写时设置为POLL_OUT;

驱动实例

staticstructfasync_struct*btn_fasync;staticirqreturn_tbtn_irq_handler(intirq,void*dev){structbtn_t*p=(structbtn_t*)dev;//发送信号kill_fasync(returnIRQ_HANDLED;}staticintbtn_drv_fasync(intfd,structfile*fp,inton){//初始化btn_fasync结构，并添加到异步通知列表中returnfasync_helper(fd,fp,on,}staticintbtn_drv_close(structinode*inode,structfile*filp){if(filp->f_flags//将文件从异步通知的列表中删除return0;}staticstructfile_opera（ti）onsbtn_ops={.release=btn_drv_close,.fasync=btn_drv_fasync,};主要步骤：

1、构造structfasync_struct链表的头

2、实现fasync接口函数，调用fasync_helper函数来构造structfasync_struct节点，并加入链表。

3、在资源可用时，调用kill_fasync发送信号，并设置资源的