WDS1期第12课 字符设备驱动 7 async异步通知用户空间 驱动代码的kill_fasync函数通知用户的signal函数 fcntl

前面的query interrupt poll都需要用户程序去主动去读或查询。
async异步通知—可以由驱动程序主动去通知用户程序中断的到来。

信号也可以通知TASK_INTERRUPTIBLE的进程，SIGKILL可以杀掉任何进程，就是传说中的信号9，无法阻挡无法被应用覆盖的终极杀器。列出所有信号：kill -l

1. test进程间发信号

后台运行该用户进程后，通过kill -USR1 PID，kill -10 PID传递参数，
kill -9 PID 杀掉进程。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

void signal_func(int sign)
{
    static int cnt = 0;
    printf("signal: %d, %d times.\n", signal, ++cnt);
}

// kill -USR1 PID == kill -10 PID
// kill -9 PID // 杀掉进程
int main(argc char **argv)
{
    // 信号处理函数, 
    signal(SIGUSR1, signal_func);
    while(1)
    {
        sleep(1000);
    }
    return 0;
}

进程间传递参数要点：

1. 注册信号处理函数
2. 谁来发
3. 发给谁
4. 怎么收

2. 驱动代码通知用户异步接收信号

我们的目标是有中断产生时（按键按下），驱动程序去通知用户程序。

1. 用户代码需要注册信号处理函数 signal(SIGIO, signal_func);
2. 由驱动程序发信号
3. 发给用户程序，用户程序要告诉驱动 自己的pid fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
4. 驱动程序调用某个函数来发 kill_fasync (&keys_async_stct, SIGIO, POLL_IN);，keys_async_stct中包含用户进程的id

用户程序中需要做的事情：

1. fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); 		// 告诉内核，用户进程的pid
2. oflag = fcntl(fd, F_GETFL);			// 
3. fcntl(fd, F_SETFL, oflag | FASYNC);	// 改变fasync标记，最终调用.fasync > fasync_helper(初始化/释放fasync_struct)

2.1 驱动增加的代码

增加一个结构体，保存用户传入的pid等等，

static struct fasync_struct *keys_async_stct;

ISR中增加一行向用户发送异步信号的代码，kill_fasync，

// 向用户进程发送信号, 发给谁，在fasync_struct结构中应该指出，
//   在此之前keys_async_stct应该在helper中被初始化
// 用户程序用fcntl(fd, F_SETOWN, pid)告诉驱动程序，
//   用户调用它时系统调用fops.fasync初始化fasync_struct
kill_fasync (&keys_async_stct, SIGIO, POLL_IN);

fops增加初始化一个函数指针，以及对应的函数去初始化fasync_struct这个结构体，

.fasync  = keys_drv_async,

static int keys_drv_async (int fd, struct file *filp, int on)
{
    // 用helper去初始化fasync_struct这个结构体，初始化之后就可以在IRQ中使用kill_fasync
    return fasync_helper (fd, filp, on, &keys_async_stct);
}

2.2 用户代码

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int fd;
void signal_func(int sign)
{
    unsigned char key_val;
    read(fd, &key_val, 1);
    printf("signal read key_val: 0x%x.\n", key_val);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int oflag;

    // 1. 应用程序注册信号处理函数
    // 2. 谁发，在驱动程序中IRQ中kill_fasync发
    //      驱动代码的kill_fasync (&keys_async, SIGIO, POLL_IN);通知用户signal函数
    signal(SIGIO, signal_func);
    fd = open("/dev/k_async_node", O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("can't open '/dev/k_async_node'.\n");
    }
    // 3. 发给谁，应用程序通过这里告诉驱动程序 发给这个pid
    fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
    // 改变oflag之后驱动程序中的fops.fasync才会被调用，
    //      fasync被调用之后才用helper去初始化fasync_struct这个结构体
    //      那个结构体被初始化后，驱动才知道向谁发信号
    oflag = fcntl(fd, F_GETFL);
    fcntl(fd, F_SETFL, oflag | FASYNC);
    while(1)
    {
        sleep(1000);
    }
    return 0;
}