Linux设备驱动中的阻塞与非阻塞操作

发布时间：2014-09-05 16:52:23作者：知识屋

　「阻塞与非阻塞定义」
　　阻塞操作是指，在执行设备操作时，若不能获得资源，则进程挂起直到满足可操作的条件再进行操作。被挂起的进程进入sleep 状态，被从调度器的运行队列移走，直到等待的条件被满足。
　　非阻塞操作的进程在不能进行设备操作时，并不挂起。
　　「阻塞实例」
　　多个进程对驱动中的全局变量，有的读有的写，用阻塞机制来保证只有在某个进程写过之后，其他进程在能够读这个变量。
　　#include <linux/module.h> #include <linux/init.h> #include <linux/fs.h> #include <asm/uaccess.h> #include <linux/wait.h> #include <asm/semaphore.h>
　　MODULE_LICENSE（"GPL"）；
　　#define MAJOR_NUM 254
　　static ssize_t globalvar_read（struct file *， char *， size_t， loff_t*）；static ssize_t globalvar_write（struct file *， const char *， size_t， loff_t*）；
　　struct file_operations globalvar_fops = { read： globalvar_read，write： globalvar_write，}；
　　static int global_var = 0；static struct semaphore sem；static wait_queue_head_t outq；//定义等待队列头static int flag = 0；//阻塞条件static int __init globalvar_init（void）
　　{ int ret；ret = register_chrdev（MAJOR_NUM， "globalvar"， &globalvar_fops）；if （ret）
　　{ printk（"globalvar register failure"）；} else { printk（"globalvar register success"）；init_MUTEX（&sem）；init_waitqueue_head（&outq）；} return ret；} static void __exit globalvar_exit（void）
　　{ int ret；ret = unregister_chrdev（MAJOR_NUM， "globalvar"）；if （ret）
　　{ printk（"globalvar unregister failure"）；} else { printk（"globalvar unregister success"）；}
　　static ssize_t globalvar_read（struct file *filp， char *buf， size_t len， loff_t *off）
　　{ //等待数据可获得if （wait_event_interruptible（outq， flag ！= 0））//在这里让调用自己的进程进入挂起状态，直到满/ //足后面的条件才脱离挂起状态{ return - ERESTARTSYS；} if （down_interruptible（&sem））
　　{ return - ERESTARTSYS；} flag = 0； //阻塞条件在这里发生改变，意味着每次只能对这个变量读一次，除非再次给这个//变量赋了新值。
　　if （copy_to_user（buf， &global_var， sizeof（int）））
　　{ up（&sem）；return - EFAULT；} up（&sem）；return sizeof（int）；}
　　static ssize_t globalvar_write（struct file *filp， const char *buf， size_t len，loff_t *off）
　　{ if （down_interruptible（&sem））
　　{ return - ERESTARTSYS；} if （copy_from_user（&global_var， buf， sizeof（int）））
　　{ up（&sem）；return - EFAULT；} up（&sem）；flag = 1；//阻塞条件在这里发生改变，意味着可以挂起的进程可以解禁了/*通知数据可获得前面调用驱动read函数的进程被调整到了挂起状态，只有当满足一个条件的时候才会从挂起状态摆脱。这个地方注意了，并没有一个机制自动的检测条件，或者条件改变的时候，自动通知内核改变进程的状态。而是，我们需要调用函数去手动唤醒等待队列，队列会检测条件，如果条件满足，那么解禁进程，如果条件不满足，进程依然被封印。
　　*/ wake_up_interruptible（&outq）；return sizeof（int）；} module_init（globalvar_init）；module_exit（globalvar_exit）；
　　这里有一个问题，等待队列应该可能会有多个被封印的进程，在这种情况下：1. 后面的进程能否被前面的进程更早的解禁？
　　2. 每次通过函数试图唤醒队列的时候，队列对条件的检测机制是怎样的？是否一个一个的进程顺序的检测各自的条件吗？
　　用来对本驱动进行测试的参考应用程序为：「读程序」
　　#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> main（）
　　{ int fd， num；fd = open（"/dev/globalvar"， O_RDWR， S_IRUSR | S_IWUSR）；if （fd ！= - 1）
　　{ while （1）
　　{ read（fd， &num， sizeof（int））； //程序将阻塞在此语句，除非有针对globalvar 的输入printf（"The globalvar is %d/n"， num）；//如果输入是0，则退出if （num == 0）
　　{ close（fd）；break；} else { printf（"device open failure/n"）；}
　　「写程序」
　　#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> main（）
　　{ int fd， num；fd = open（"/dev/globalvar"， O_RDWR， S_IRUSR | S_IWUSR）；if （fd ！= - 1）
　　{ while （1）
　　{ printf（"Please input the globalvar：/n"）；scanf（"%d"， &num）；write（fd， &num， sizeof（int））；//如果输入0，退出if （num == 0）
　　{ close（fd）；break；} else { printf（"device open failure/n"）；}