S3C2440 开发板实战（10）：signal & async 异步通信

进程之间发送信号

这里我们使用 kill 命令，在进程与进程之间进行传输信号。

比如杀死一个进程也是通过进程之间发送信号：

#kill -9 pid

相对应的如果要发送信号，则要注册信号处理函数（和注册中断服务函数类似），并且编写一个信号服务函数，然后写一个一直休眠的函数就ok了。应用程序 signal.c 代码如下：

#include

#include

void mysignal_fun(int signum){

    static int count = 0;

    printf("signal = %d, %d timesn", signum, count++);

}

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

    signal(SIGUSR1, mysignal_fun);// input: "kill -10(-USR1) pid" 

    while(1)        

        sleep(1000);

    return 0;

}

通过“&”在后台运行之后，利用进程kill对后台运行的signal进行传递信号。

#ps     //获得PID

#kill -USR1 signal_pid     //从ps中获得的pid      

从以上可以看出在这种方法中还得手动获取pid号，在后续的实验中会使用函数获取pid号。

运行结果为：

# kill -USR1 752

signal = 10, 0 times

# kill -USR1 752

signal = 10, 1 times

# kill -10 752

signal = 10, 2 times

# kill -USR1 752

signal = 10, 3 times

# kill -10 752

signal = 10, 4 times

驱动向应用程序发送信号

要点：

注册信号函数 使用signal 函数在应用程序中国注册信号处理函数

谁发送信号函数 从驱动中发送

这个信号发送给哪个函数 发送给app app要告诉驱动pid

怎么发kill_fasyn 函数发送

按下按键时驱动程序通知应用程序

驱动向应用程序发送信号的方法和中断类似，有以下四块问题：

注册信号函数

初始化信号函数

由驱动发送信号函数

这个信号由驱动发送给应用程序，即应用程序应该告诉信号进程的PID号

step1: 注册信号处理函数

这一步是通过signal()函数进行对信号处理函数进行初始化，其功能为设置某一信号的对应动作。对signal函数的声明如下:

#include

typedef void (*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t sig_handler);

signum的取值如下表所示：

handler描述了与信号关联的动作，它可以取以下三种值：

SIG_IGN 这个符号表示忽略该信号。例如：

#include

#include

int main(int argc, char *argv[]){    

    signal(SIGINT, SIG_IGN);    

    while(1)

        sleep(1000);

    return 0;

}

SIGINT信号代表由InterruptKey产生，通常是CTRL +C 或者是DELETE 。执行上述代码时，按下CTRL + C程序没有反应。这就对了，如果我们想结束该程序可以按下CTRL +来结束，当我们按下CTRL +组合键时，产生了SIGQUIT信号，此信号并没有被忽略。

SIG_DFL 这个符号表示恢复对信号的系统默认处理。不写此处理函数默认也是执行系统默认操作。例如：

#include

#include

int main(int argc, char *argv[]){    

    signal(SIGINT, SIG_DFL);    

    while(1)

        sleep(1000);

    return 0;

}

这时就可以按下CTRL +C 来终止该进程了。把signal(SIGINT, SIG_DFL);这句去掉，效果是一样的

sighandler_t类型的函数指针，即我们的信号处理函数。照着上两个例子：

#include

#include

typedef void (*signal_handler)(int); 

void signal_handler_fun(int signum) {

    printf("catch signal %dn", signum);

} 

int main(int argc, char *argv[]) {

    signal(SIGINT, signal_hander_fun);

    while(1)

        sleep(1000);

    return 0;

}

这样我们就能在信号来的时候执行特定的函数。次程序在输入ctrl+c时会执行信号处理函数，输出：

catch signal 2

由于使用的是异步通信，所以信号选择SIGIO，并且在信号服务函数中进行read操作（虽然我的按键值的打印在中断函数中完成了，这里就打印一个read走走过场）：

int fd;

void my_fasyn_signal_fun(int signum){

    unsigned char key_val;

    read(fd, &key_val, 1);

    printf("read!n");

}

int main(int argc, char **argv)

{

    signal(SIGIO, my_fasyn_signal_fun);    

    fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);

    while(1)

        sleep(1000);

    return 0;

}

step2: 驱动发送信号函数

驱动通过kill_fasync(&async, SIGIO, POLL_IN); 发SIGIO信号给应用程序，应用程序就调用自己安装的响应函数去处理。其中async为信号序列结构体，需要进行定义以及初始化（初始化部分在step3中操作，这里假设已经初始化完毕）。POLL_IN表示的是可以写数据。

所以驱动在发送部分的程序的修改很简单。只需要在中断函数中进行通信即可：

static irqreturn_t button_irq(int irq, void *dev_id)

{

    struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;

    key_val = ((*(pindesc -> key_Register)) & (1<<(pindesc -> key_pin))) ? 0 : 1;

    if(key_val){

    //    printk("%d", pindesc -> key_num);

    }     

    printk("%d  ",key_val);

    printk("%dn",pindesc->key_num);

    ev_press = 1;                  /* 表示中断发生了 */

    wake_up_interruptible(&button_waitq);   /* 唤醒休眠的进程 */

    kill_fasync(&button_async_queue, SIGIO, POLL_IN);  // async signal to APP

    return IRQ_HANDLED;

}

step3: 初始化

这个是异步通信中最重要的一步。

初始化由两个部分组成：

button_async_queue的初始化（step2中的坑）

需要告诉内核应用程序的PID

总的来说一下三行命令就可以概括这两个部分：

fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); // acquire the PID & tell kernal the PID

oflags = fcntl(fd, F_GETFL);   

fcntl(fd, F_SETFL, oflags | FASYNC); // change fasync_flag to call frv_fasync

对于fcntl()函数的功能为根据文件描述词来操作文件的特性。其定义如下：

#include

#include  

int fcntl(int fd, int cmd); 

int fcntl(int fd, int cmd, long arg); 

int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);

fcntl()针对(文件)描述符提供控制。参数fd是被参数cmd操作的描述符。针对cmd的值，fcntl能够接受第三个参数int arg。

cmd值可以取为以下宏定义：

录锁是fcntl的一个重要的功能！这里使用的是异步通信的设置只是获取设置文件状态的标志。

了解了fcntl函数之后，就不难分析这三行分别的作用，以下图所示：

button_async_queue 的初始化

这个结构体的定义如下：

static struct fasync_struct  *button_async_queue;

内核中有专门的函数对其进行初始化：fasync_helper()。这个函数作用包括分配内存和设置属性，最后在驱动的release里把fasync_helper初始化的东西free掉。

由上文分析，初始化时会调用驱动中的drv_fasync()函数，所以对于button_async_queue 的初始化的操作放在此函数进行。对应于文件结构体中的 .fasync 进行执行，所以驱动文件改写如下：

int button_drv_fasync(struct file *fd, struct file *filp, int on){

    printk("dirver: Initialize fasyncn");

    return fasync_helper(fd, filp, on, &button_async_queue); // Initialize button_async_queue

}

static struct file_operations button_drv_fops = {

    .owner   =   THIS_MODULE,    /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */

    .open    =   button_drv_open,     

    .read    =   button_drv_read,

    .release =   EINTkey_close,

    .poll    =   botton_drv_poll,

    .fasync  =   button_drv_fasync,

};

驱动向应用程序发送信号总代码

驱动程序

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

//#include

#include

#include

#include

#define DEV_NAME "button_drv"  // device name

static struct class *buttondrv_class;

static struct class_device    *buttondrv_class_dev;

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，third_drv_read将它清0 */

static volatile int ev_press = 0;

/* 键值: 按下时, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04 */

/* 键值: 松开时, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84 */

static unsigned char key_val;

static struct fasync_struct  *button_async_queue;

volatile unsigned long *gpfcon = NULL;

volatile unsigned long *gpfdat = NULL;

volatile unsigned long *gpgcon = NULL;

volatile unsigned long *gpgdat = NULL;

struct pin_desc{

    volatile unsigned long *key_Register;

    int key_pin;

    int key_num;

};

struct pin_desc pins_desc[4] = {

    {0x01, 0,  1},

    {0x02, 2,  2},

    {0x03, 3,  3},

    {0x04, 11, 4},

};

static irqreturn_t button_irq(int irq, void *dev_id)

{

    struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;

    key_val = ((*(pindesc -> key_Register)) & (1<<(pindesc -> key_pin))) ? 0 : 1;

    if(key_val)

    {

    //    printk("%d", pindesc -> key_num);

    }

    printk("%d  ",key_val);

    printk("%dn",pindesc->key_num);

    ev_press = 1;                  /* 表示中断发生了 */

    wake_up_interruptible(&button_waitq);   /* 唤醒休眠的进程 */

    kill_fasync(&button_async_queue, SIGIO, POLL_IN);  // asyn signal to APP

    return IRQ_HANDLED;

}

static int button_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

    pins_desc[0].key_Register = gpfdat;

    pins_desc[1].key_Register = gpfdat;

    pins_desc[2].key_Register = gpgdat;

    pins_desc[3].key_Register = gpgdat;

    request_irq(IRQ_EINT0,  button_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S2", &pins_desc[0]);

    request_irq(IRQ_EINT2,  button_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S3", &pins_desc[1]);

    request_irq(IRQ_EINT11, button_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S4", &pins_desc[2]);

    request_irq(IRQ_EINT19, button_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S5", &pins_desc[3]);

    return 0;

}

ssize_t button_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)

{

    if(size == -1)

        return -EINVAL;    

    /* 如果没有按键动作, 休眠 */

    wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);

    /* 如果有按键动作, 返回键值 */

    copy_to_user(buf, &key_val, 1);

    ev_press = 0;

    return 1;

}

static int EINTkey_close(struct inode *inode, struct file *file)

{

    // FREE IRQ 

    free_irq(IRQ_EINT0, &pins_desc[0]);

    free_irq(IRQ_EINT2, &pins_desc[1]);

    free_irq(IRQ_EINT11, &pins_desc[2]);

    free_irq(IRQ_EINT19, &pins_desc[3]);

    return 0;

}

unsigned int botton_drv_poll(struct file *fd, struct poll_table_struct *wait)

{

    unsigned int mask = 0;

    poll_wait(fd, &button_waitq, wait); // 不会立即休眠

    if (ev_press)

        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;

    return mask;

}

int button_drv_fasync(struct file *fd, struct file *filp, int on)

{

    printk("dirver: Initialize fasyncn");

    return fasync_helper(fd, filp, on, &button_async_queue); // Initialize button_async_queue