Linux设备驱动中的阻塞与非阻塞操作

来源:Linux认证    发布时间:2012-11-10    Linux认证视频    评论

  「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");}

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