驱动开发--多路复用-信号

一、多路复用

 每个进程都有一个描述符数组，这个数组的下标为描述符，

描述符的分类：

1. 文件描述符：设备文件、管道文件

2. socket描述符

1.1 应用层：三套接口select、poll、epoll

select：位运算实现 监控的描述符数量有限（32位机1024,64位机2048） 效率差

poll：链表实现，监控的描述符数量不限 效率差

epoll：效率最高，监控的描述符数量不限

select

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
/*  功能：监听多个描述符，阻塞等待有一个或者多个文件描述符，准备就绪。内核将没有准备就绪的文件描述符，从集合中清掉了。参数：  nfds           最大文件描述符数 ，加1readfds     读文件描述符集合writefds        写文件描述符集合exceptfds       其他异常的文件描述符集合timeout     超时时间（NULL）返回值：当timeout为NULL时返回0，成功:准备好的文件描述的个数  出错:-1 当timeout不为NULL时，如超时设置为0，则select为非阻塞，超时设置 > 0，则无描述符可被操作的情况下阻塞指定长度的时间 
*/
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
//功能：将fd 从集合中清除掉
​
int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
//功能：判断fd 是否存在于集合中void FD_SET(int fd, fd_set *set);
//功能：将fd 添加到集合中
​
void FD_ZERO(fd_set *set);
//功能：将集合清零
​
//使用模型:
​
while(1)
{/*得到最大的描述符maxfd*//*FD_ZERO清空描述符集合*//*将被监控描述符加到相应集合rfds里  FD_SET*//*设置超时*/ret = select(maxfd+1,&rfds,&wfds,NULL,NULL);if(ret < 0){if(errno == EINTR)//错误时信号引起的{continue;   }else{break;}}else if(ret == 0){//超时//.....}else{ //> 0 ret为可被操作的描述符个数if(FD_ISSET(fd1,&rfds)){//读数据//....}if(FD_ISSET(fd2,&rfds)){//读数据//....}///.....if(FD_ISSET(fd1,&wfds)){//写数据//....}}
}

1.2 驱动层：实现poll函数

void poll_wait(struct file * filp, wait_queue_head_t * wait_address, poll_table *p)；
/*功能：将等待队列头添加至poll_table表中参数：struct file :设备文件Wait_queue_head_t :等待队列头Poll_table :poll_table表
*/
​
/*该函数与select、poll、epoll_wait函数相对应，协助这些多路监控函数判断本设备是否有数据可读写*/
unsigned int xxx_poll(struct file *filp, poll_table *wait) //函数名初始化给struct file_operations的成员.poll
{unsigned int mask = 0;/*1. 将所有等待队列头加入poll_table表中2. 判断是否可读，如可读则mask |= POLLIN | POLLRDNORM;3. 判断是否可写，如可写则mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;*/return mask;
}

二、信号驱动

2.1 应用层：信号注册+fcntl

signal(SIGIO, input_handler); //注册信号处理函数
​
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());//将描述符设置给对应进程，好由描述符获知PID
​
oflags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, oflags | FASYNC);//将该设备的IO模式设置成信号驱动模式
​
void input_handler(int signum)//应用自己实现的信号处理函数，在此函数中完成读写
{//读数据
}
​
//应用模板
int main()
{int fd = open("/dev/xxxx",O_RDONLY);
​fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
​oflags = fcntl(fd, F_GETFL);fcntl(fd, F_SETFL, oflags | FASYNC);
​signal(SIGIO,xxxx_handler);
​//......
}void xxxx_handle(int signo)
{//读写数据}
​
​

2.2 驱动层：实现fasync函数

/*设备结构中添加如下成员*/
struct fasync_struct *pasync_obj;
​
/*应用调用fcntl设置FASYNC时调用该函数产生异步通知结构对象，并将其地址设置到设备结构成员中*/
static int hello_fasync(int fd, struct file *filp, int mode) //函数名初始化给struct file_operations的成员.fasync
{struct hello_device *dev = filp->private_data; return fasync_helper(fd, filp, mode, &dev->pasync_obj);
}
​
/*写函数中有数据可读时向应用层发信号*/
if (dev->pasync_obj)kill_fasync(&dev->pasync_obj, SIGIO, POLL_IN);/*release函数中释放异步通知结构对象*/
if (dev->pasync_obj) fasync_helper(-1, filp, 0, &dev->pasync_obj);
​
int fasync_helper(int fd, struct file *filp, int mode, struct fasync_struct **pp);
/*功能：产生或释放异步通知结构对象参数：返回值：成功为>=0,失败负数
*/
​
void kill_fasync(struct fasync_struct **, int, int);
/*  功能：发信号参数：struct fasync_struct ** 指向保存异步通知结构地址的指针int     信号 SIGIO/SIGKILL/SIGCHLD/SIGCONT/SIGSTOPint     读写信息POLLIN、POLLOUT
*/