linux设备驱动之Poll轮询操作（五）

    在用户程序中，select（）和poll（）也是与设备阻塞与非阻塞访问相关的的论题。使用非阻塞IO的应用程序通常会使用select（）和poll（）系统调用查询是否可对设备进行无阻塞的访问。select（）和poll（）系统调用最终会引发设备驱动中的poll（）函数被执行。select（）和poll的本质是一样的，前者在BSD UNIX中引入，后者在System V中引入。    select系统调用（功能）：用于多路监控，当没有一个文件满足要求时，select将阻塞调用进程。    int select（int maxfd，fd_set *readfds，fd_set *writefds，fd_set *exceptfds，const struct timeval *timeval *timeout）maxfd：文件描述符范围，比待检测的最大文件描述符大1readfds：被读监控的文件描述符集writefds：被写监控的文件描述符集exceptfds：被异常监控的文件描述符集timeout：定时器 1、timeout为0时，不管是否有文件满足要求，都立刻返回，无文件满足要求返回0，有文件满足要求返回一个正值。2、timeout为NULL，select阻塞进程，直到某个文件满足要求。3、timeout值为正整数时，就是等待的最长时间，即select在timeout时间内阻塞进程。select返回值：1、正常情况下返回满足要求的文件描述符个数2、经过timeout等待后扔无文件满足要求，返回值为03、如果select被某个信号中断，它将返回-1并设置为errno为EINTR4、如果出错，返回-1并设置相应的errno系统提供了4个宏对描述符集进行操作#includevoid FD_SET(int fd,fd_set *fdset) 将文件描述符fd到文件描述符fdset中void FD_CLR（int fd，fd_set *fdset) 从文件描述符集fdset中清除文件描述符fd；void FD_ZERO（fd_set *fdset） 清空文件描述集fdsetvoid FD_ISSET（int fd，fd_set *fdset）检测文件描述符集fdset中的文件fd发生了变化，通过这个文件查看文件状态是否发生变化，然后就判断根据poll中的mask状态来判断文件是否可读。驱动程序poll实现方法：unsigned int （*poll）（struct file *filp，poll_table *wait）1、使用poll_wait将等待队列添加到poll_table中2、返回描述设备是否可读或可写的掩码位掩码：POLLIN 设备可读POLLRDNORM 数据可读POLLOUT 设备可写POLLWRNORM 数据可写设备可读通常返回（POLLIN|POLLRDNORM)设备可写通常返回（POLLOUT|POLLWRNONRM）驱动程序#ifndef _MEMDEV_H_#define _MEMDEV_H_#ifndef MEMDEV_MAJOR#define MEMDEV_MAJOR 0   /*预设的mem的主设备号*/#endif#ifndef MEMDEV_NR_DEVS#define MEMDEV_NR_DEVS 2    /*设备数*/#endif#ifndef MEMDEV_SIZE#define MEMDEV_SIZE 4096#endif/*mem设备描述结构体*/struct mem_dev                                     {                                                          char *data;                        unsigned long size;   wait_queue_head_t inq;  };#endif /* _MEMDEV_H_ */#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include "memdev.h"static mem_major = MEMDEV_MAJOR;bool have_data = false; /*表明设备有足够数据可供读*/module_param(mem_major, int, S_IRUGO);struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体指针*/struct cdev cdev; /*文件打开函数*/int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp){    struct mem_dev *dev;        /*获取次设备号*/    int num = MINOR(inode->i_rdev);    if (num >= MEMDEV_NR_DEVS)             return -ENODEV;    dev = &mem_devp[num];        /*将设备描述结构指针赋值给文件私有数据指针*/    filp->private_data = dev;        return 0; }/*文件释放函数*/int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp){  return 0;}/*读函数*/static ssize_t mem_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos){  unsigned long p =  *ppos;  unsigned int count = size;  int ret = 0;  struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/  /*判断读位置是否有效*/  if (p >= MEMDEV_SIZE)    return 0;  if (count > MEMDEV_SIZE - p)    count = MEMDEV_SIZE - p;      while (!have_data) /* 没有数据可读，考虑为什么不用if，而用while */  {        if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)            return -EAGAIN;wait_event_interruptible(dev->inq,have_data);  }  /*读数据到用户空间*/  if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->data + p), count))  {    ret =  - EFAULT;  }  else  {    *ppos += count;    ret = count;       printk(KERN_INFO "read %d bytes(s) from %d\n", count, p);  }    have_data = false; /* 表明不再有数据可读 */  /* 唤醒写进程 */  return ret;}/*写函数*/static ssize_t mem_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos){  unsigned long p =  *ppos;  unsigned int count = size;  int ret = 0;  struct mem_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/    /*分析和获取有效的写长度*/  if (p >= MEMDEV_SIZE)    return 0;  if (count > MEMDEV_SIZE - p)    count = MEMDEV_SIZE - p;  /*从用户空间写入数据*/  if (copy_from_user(dev->data + p, buf, count))    ret =  - EFAULT;  else  {    *ppos += count;    ret = count;        printk(KERN_INFO "written %d bytes(s) from %d\n", count, p);  }    have_data = true; /* 有新的数据可读 */        /* 唤醒读进程 */    wake_up(&(dev->inq));  return ret;}/* seek文件定位函数 */static loff_t mem_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence){     loff_t newpos;    switch(whence) {      case 0: /* SEEK_SET */        newpos = offset;        break;      case 1: /* SEEK_CUR */        newpos = filp->f_pos + offset;        break;      case 2: /* SEEK_END */        newpos = MEMDEV_SIZE -1 + offset;        break;      default: /* can't happen */        return -EINVAL;    }    if ((newposMEMDEV_SIZE))    return -EINVAL;        filp->f_pos = newpos;    return newpos;}unsigned int mem_poll(struct file *filp, poll_table *wait){    struct mem_dev  *dev = filp->private_data;     unsigned int mask = 0;       /*将等待队列添加到poll_table */    poll_wait(filp, &dev->inq,  wait);         if (have_data)         mask |= POLLIN | POLLRDNORM;  /* readable */    return mask;}/*文件操作结构体*/static const struct file_operations mem_fops ={  .owner = THIS_MODULE,  .llseek = mem_llseek,  .read = mem_read,  .write = mem_write,  .open = mem_open,  .release = mem_release,  .poll = mem_poll,};/*设备驱动模块加载函数*/static int memdev_init(void){  int result;  int i;  dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);  /* 静态申请设备号*/  if (mem_major)    result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");  else  /* 动态分配设备号 */  {    result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");    mem_major = MAJOR(devno);  }      if (result     return result;  /*初始化cdev结构*/  cdev_init(&cdev, &mem_fops);  cdev.owner = THIS_MODULE;  cdev.ops = &mem_fops;    /* 注册字符设备 */  cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);     /* 为设备描述结构分配内存*/  mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);  if (!mem_devp)    /*申请失败*/  {    result =  - ENOMEM;    goto fail_malloc;  }  memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));    /*为设备分配内存*/  for (i=0; i   {        mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;        mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);        memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);    /*初始化等待队列*/ init_waitqueue_head(&(mem_devp[i].inq)); //init_waitqueue_head(&(mem_devp[i].outq));  }     return 0;  fail_malloc:   unregister_chrdev_region(devno, 1);    return result;}/*模块卸载函数*/static void memdev_exit(void){  cdev_del(&cdev);   /*注销设备*/  kfree(mem_devp);     /*释放设备结构体内存*/  unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*释放设备号*/}MODULE_AUTHOR("David Xie");MODULE_LICENSE("GPL");module_init(memdev_init);module_exit(memdev_exit);读测试程序#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int main(){int fd;fd_set rds;int ret;char Buf[128];/*初始化Buf*/strcpy(Buf,"memdev is char dev!");printf("BUF: %s\n",Buf);/*打开设备文件*/fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);FD_ZERO(&rds);FD_SET(fd, &rds);/*清除Buf*/strcpy(Buf,"Buf is NULL!");printf("Read BUF1: %s\n",Buf);ret = select(fd + 1, &rds, NULL, NULL, NULL);if (ret {    printf("select error!\n");    exit(1);}if (FD_ISSET(fd, &rds))     read(fd, Buf, sizeof(Buf));/*检测结果*/printf("Read BUF2: %s\n",Buf);close(fd);return 0;}写测试程序#include int main(){FILE *fp = NULL;char Buf[128];/*打开设备文件*/fp = fopen("/dev/memdev0","r+");if (fp == NULL){printf("Open Dev memdev Error!\n");return -1;}/*写入设备*/strcpy(Buf,"memdev is char dev!");printf("Write BUF: %s\n",Buf);fwrite(Buf, sizeof(Buf), 1, fp);sleep(5);fclose(fp);return 0;}（待续）