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字符设备驱动程序——poll机制介绍
阅读量:6295 次
发布时间:2019-06-22

本文共 7705 字,大约阅读时间需要 25 分钟。

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转自:   感谢作者!

虽然中断式的驱动,效率是蛮高的,但是大家有没有发现,应用程序的死循环里的读函数是一直在读的;在实际的应用场所里,有没有那么一种情况,偶尔有数据、偶尔没有数据,当然是有的。我们理想当然的就会想到,当有数据的时候,我们才去读它,没数据的时候我们读它干啥?岂不浪费劳动力?

这一节里,我们在中断的基础上添加poll机制来实现有数据的时候就去读,没数据的时候,自己规定一个时间,如果还没有数据,就表示超时时间。

poll机制总结:韦东山老师总结;

1、 poll > sys_poll > do_sys_poll >poll_initwait,poll_initwait函数注册一下回调函数__pollwait,它就是我们的驱动程序执行poll_wait时,真正被调用的函数。

2、 接下来执行file->f_op->poll,即我们驱动程序里自己实现的poll函数。它会调用poll_wait把自己挂入某个队列,这个队列也是我们的驱动自己定义的;

它还判断一下设备是否就绪。

3、 如果设备未就绪,do_sys_poll里会让进程休眠一定时间。

4、 进程被唤醒的条件有2,一是上面说的“一定时间”到了,二是被驱动程序唤醒。驱动程序发现条件就绪时,就把“某个队列”上挂着的进程唤醒,这个队列,就是前面通过poll_wait把本进程挂过去的队列。

5、 如果驱动程序没有去唤醒进程,那么chedule_timeout(__timeou)超时后,会重复2、3动作,直到应用程序的poll调用传入的时间到达。

这一节与上一节的在驱动里添加了哪些内容?仅仅添加了poll函数,该函数如下:

static unsigned int fourth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait){	unsigned int mask = 0;	/* 该函数,只是将进程挂在button_waitq队列上,而不是立即休眠 */	poll_wait(file, &button_waitq, wait);	/* 当没有按键按下时,即不会进入按键中断处理函数,此时ev_press = 0 	 * 当按键按下时,就会进入按键中断处理函数,此时ev_press被设置为1	 */	if(ev_press)	{		mask |= POLLIN | POLLRDNORM;  /* 表示有数据可读 */	}	/* 如果有按键按下时,mask |= POLLIN | POLLRDNORM,否则mask = 0 */	return mask;  }

 详细请参考驱动源码:

#include 
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
//class_create#include
//S3C2410_GPF1//#include
#include
//#include
#include
//wait_event_interruptible#include
//poll/* 定义并初始化等待队列头 */static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);static struct class *fourthdrv_class;static struct device *fourthdrv_device;static struct pin_desc{ unsigned int pin; unsigned int key_val;};static struct pin_desc pins_desc[4] = { {S3C2410_GPF1,0x01}, {S3C2410_GPF4,0x02}, {S3C2410_GPF2,0x03}, {S3C2410_GPF0,0x04},}; static 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;int major;/* 用户中断处理函数 */static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id){ struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id; unsigned int pinval; pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin); if(pinval) { /* 松开 */ key_val = 0x80 | (pindesc->key_val); } else { /* 按下 */ key_val = pindesc->key_val; } ev_press = 1; /* 表示中断已经发生 */ wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */ return IRQ_HANDLED;}static int fourth_drv_open(struct inode * inode, struct file * filp){ /* K1 ---- EINT1,K2 ---- EINT4,K3 ---- EINT2,K4 ---- EINT0 * 配置GPF1、GPF4、GPF2、GPF0为相应的外部中断引脚 * IRQT_BOTHEDGE应该改为IRQ_TYPE_EDGE_BOTH */ request_irq(IRQ_EINT1, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K1",&pins_desc[0]); request_irq(IRQ_EINT4, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K2",&pins_desc[1]); request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K3",&pins_desc[2]); request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K4",&pins_desc[3]); return 0;}static ssize_t fourth_drv_read(struct file *file, char __user *user, size_t size,loff_t *ppos){ if (size != 1) return -EINVAL; /* 当没有按键按下时,休眠。 * 即ev_press = 0; * 当有按键按下时,发生中断,在中断处理函数会唤醒 * 即ev_press = 1; * 唤醒后,接着继续将数据通过copy_to_user函数传递给应用程序 */ wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press); copy_to_user(user, &key_val, 1); /* 将ev_press清零 */ ev_press = 0; return 1; }static int fourth_drv_close(struct inode *inode, struct file *file){ free_irq(IRQ_EINT1,&pins_desc[0]); free_irq(IRQ_EINT4,&pins_desc[1]); free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[2]); free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[3]); return 0;}static unsigned int fourth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait){ unsigned int mask = 0; /* 该函数,只是将进程挂在button_waitq队列上,而不是立即休眠 */ poll_wait(file, &button_waitq, wait); /* 当没有按键按下时,即不会进入按键中断处理函数,此时ev_press = 0 * 当按键按下时,就会进入按键中断处理函数,此时ev_press被设置为1 */ if(ev_press) { mask |= POLLIN | POLLRDNORM; /* 表示有数据可读 */ } /* 如果有按键按下时,mask |= POLLIN | POLLRDNORM,否则mask = 0 */ return mask; }/* File operations struct for character device */static const struct file_operations fourth_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = fourth_drv_open, .read = fourth_drv_read, .release = fourth_drv_close, .poll = fourth_drv_poll,};/* 驱动入口函数 */static int fourth_drv_init(void){ /* 主设备号设置为0表示由系统自动分配主设备号 */ major = register_chrdev(0, "fourth_drv", &fourth_drv_fops); /* 创建fourthdrv类 */ fourthdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "fourthdrv"); /* 在fourthdrv类下创建buttons设备,供应用程序打开设备*/ fourthdrv_device = device_create(fourthdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); return 0;}/* 驱动出口函数 */static void fourth_drv_exit(void){ unregister_chrdev(major, "fourth_drv"); device_unregister(fourthdrv_device); //卸载类下的设备 class_destroy(fourthdrv_class); //卸载类}module_init(fourth_drv_init); //用于修饰入口函数module_exit(fourth_drv_exit); //用于修饰出口函数 MODULE_AUTHOR("LWJ");MODULE_DESCRIPTION("Just for Demon");MODULE_LICENSE("GPL"); //遵循GPL协议

应用测试源码:

#include 
#include
#include
#include
#include
#include
/* fourth_test */ int main(int argc ,char *argv[]){ int fd; unsigned char key_val; struct pollfd fds; int ret; fd = open("/dev/buttons",O_RDWR); if (fd < 0) { printf("open error\n"); } fds.fd = fd; fds.events = POLLIN; while(1) { /* A value of 0 indicates that the call timed out and no file descriptors were ready * poll函数返回0时,表示5s时间到了,而这段时间里,没有事件发生"数据可读" */ ret = poll(&fds,1,5000); if(ret == 0) { printf("time out\n"); } else /* 如果没有超时,则读出按键值 */ { read(fd,&key_val,1); printf("key_val = 0x%x\n",key_val); } } return 0;}

测试步骤:

[WJ2440]# lsQt             etc            lib            sbin           third_testTQLedtest      first_drv.ko   linuxrc        sddisk         tmpapp_test       first_test     mnt            second_drv.ko  udiskbin            fourth_drv.ko  opt            second_test    usrdev            fourth_test    proc           sys            vardriver_test    home           root           third_drv.ko   web[WJ2440]# insmod fourth_drv.ko [WJ2440]# lsmodfourth_drv 3164 0 - Live 0xbf003000[WJ2440]# ls /dev/buttons -lcrw-rw----    1 root     root      252,   0 Jan  2 03:00 /dev/buttons[WJ2440]# ./fourth_test time outtime outkey_val = 0x1key_val = 0x81key_val = 0x4key_val = 0x84key_val = 0x3key_val = 0x83key_val = 0x2key_val = 0x82^C[WJ2440]# ./fourth_test &[WJ2440]# time outtime outtime out[WJ2440]#topMem: 10076K used, 50088K free, 0K shrd, 0K buff, 7224K cachedCPU:  0.1% usr  0.7% sys  0.0% nic 99.0% idle  0.0% io  0.0% irq  0.0% sirqLoad average: 0.00 0.00 0.00 1/23 637  PID  PPID USER     STAT   VSZ %MEM CPU %CPU COMMAND  637   589 root     R     2092  3.4   0  0.7 top  589     1 root     S     2092  3.4   0  0.0 -/bin/sh    1     0 root     S     2088  3.4   0  0.0 init  590     1 root     S     2088  3.4   0  0.0 /usr/sbin/telnetd -l /bin/login  587     1 root     S     1508  2.5   0  0.0 EmbedSky_wdg  636   589 root     S     1432  2.3   0  0.0 ./fourth_test  573     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [rpciod/0]    5     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [khelper]  329     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [nfsiod]    2     0 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kthreadd]    3     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [ksoftirqd/0]    4     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [events/0]   11     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [async/mgr]  237     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kblockd/0]  247     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [khubd]  254     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kmmcd]  278     2 root     SW       0  0.0   0  0.0 [pdflush]  279     2 root     SW       0  0.0   0  0.0 [pdflush]  280     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kswapd0]  325     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [aio/0]

由测试结果可以看出,当按键没有被按下时,5秒之后,会显示出time out,表示时间已到,在这5秒时间里,没有按键被按下,即没有数据可读,当按键按下时,立即打印出按下的按键;同时,fourth_test进程,也几乎不占用CPU的利用率。

转载于:https://my.oschina.net/cht2000/blog/907017

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