Linux驱动之异步通知

  阻塞与非阻塞是 APP 询问 驱动设备。
  异步通知是 驱动设备 主动通知 APP，可以使用信号来实现（类似于硬件上使用的“中断”，只不过信号是软件层次上的。算是在软件层次上对中断的一种模拟）。

1、流程图

2、分析

②：绑定信号与回调函数。使用sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler) 。
③：把 APP PID 告诉内核。同时，该 PID 会保存到该驱动的内核文件 file 结构体中。
④：读取该驱动程序文件的 Flag。
⑤：设置 Flag 里面的 FASYNC 位为 1。当 FASYNC 位发生变化时，该驱动会调用驱动操作 drv_fasync 函数。
⑥：驱动开发者实现的函数。主要是调用 fasync_helper 函数。
⑦：调用 fasync_helper() 函数，主要是把 驱动程序内核文件 file 结构体绑定到 button_async->fa_file 中。而 file 包含了 APP 的 PID。所以发送信号时，只需要使用 button_async 作为参数即可。
⑩：发送信号给对应的 APP。参数为 button_async。
注：button_async 结构体由驱动开发者创建，维护。

3、APP 信号编程步骤

①：编写信号处理函数。

static void sig_func(int sig)
{
    int val;
    read(fd, &val, 4);
    printf("get button : 0x%x\n", val);
}

②：绑定信号与处理函数。

signal(SIGIO, sig_func);

③：打开驱动。

fd = open(argv[1], O_RDWR);

④：获取 PID ，告知内核。

fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

⑤：获取进程状态值。

flags = fcntl(fd, F_GETFL);

⑥：当前状态值添加异步功能，触发调用驱动异步处理函数。

fcntl(fd, F_SETFL, flags | FASYNC);

fcntl函数用法详解：

  fcntl函数，也就是file control，提供了对文件描述符的各种操作。另一个常见的控制文件描述符的属性和行为的系统调用是ioctl，而且ioctl比fcntl能够执行更多的控制。但是，对于控制文件描述符常见的属性和行为，fcntl函数是由POSIX规范指定的首选方法

• ioctl()是底层的系统调用（system call），所以跨平台特性不好。
• fcntl则是被封装的函数，各个OS都是支持的。

4、KERNEL 信号编程步骤

①：定义异步结构体。
②：实现异步操作函数，并把该函数填充到设备内核驱动操作结构体中。
该函数内容主要调用 fasync_helper() 函数，初始化异步结构体。（把 file ，内核PID，交给异步结构体）
③：发送信号：kill_fasync。

kill_fasync 函数：

  函数原型：void kill_fasync(struct fasync_struct **fp, int sig, int band) :

• 功能：发送信号给 fp 参数绑定的进程。（by PID）
• 参考路径：linux-5.12.8\fs\fcntl.c。
• fp：需要操作的 fasync_struct。
• sig：信号类型。
• band：可读时设置为 POLL_IN；可写时设置为 POLL_OUT。当然该参数还可以填POLL_MSG。以上三个值在应用层接收时，si_code 分别为 0x01、0x02、0x03。