一.什么是异步通知
按键驱动中，我们之前写了查询方式，中断方式，poll机制，这几个都是应用程序主动去读取按键值，有没有一种驱动程序自己通知应用程序呢。就好比妈妈看护小孩，前三种是一直在他身边，等他醒了（有中断），妈妈再哄他（读取按键值）。而异步通知就是妈妈不用一直看着他，妈妈可以去做别的事，等他哭了（信号通知），妈妈再跑过去哄他。
异步通知 ：一旦设备就绪，则主动通知应用程序，应用程序 根本就不需要查询设备状态，类似于中断的概念。一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来 等待信号的到达。 提高查询设备的效率。
进程间发信号用：kill -信息 PID（进程号）
PID（进程号）可在终端用ps查询
这里有几个要点：
-
注册信号处理函数（过去哄他）
-
谁发信号（小孩）
-
发给谁（妈妈）
-
怎么发（哭，声音传播）
二.信号
信号是linux系统为了响应某些状况而产生的事件。进程收到信号后应该采取相应的动作
linux的信号是使用signal，参考
例子：
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void my_signal(int signum)
{
static int cnt =0;
printf("signal = %d ,%d time\n",signum,++cnt);
}
int main()
{
signal(SIGUSR1,my_signal);
while(1)
{
sleep(1000);
}
return 0;
}编译后，在开发板运行
三.驱动的异步通知思想
-
应用程序：注册信号处理函数
-
谁发：驱动
-
发给谁：app：告诉驱动PID—>使用fcntl系统调用
-
怎么发：使用kill_fasync
为了使设备支持异步通知机制，驱动程序中涉及以下3项工作：
1. 首先制定一个进程作为文件的属主，通过使用fcntl系统调用执行F_SETOWN命令时，属主进程的ID号就会保存在filp->f_owner中，目的是为了让内核知道应该通知哪个进程。不过此项工作已由内核完成，设备驱动无须处理。
2. 在设备中设置FASYNC标志。通过fcntl调用的F_SETFL来完成，每当FASYNC标志改变时，驱动程序中的fasync()函数将得以执行。
驱动中应该实现fasync()函数。
3. 在设备资源可获得时，调用kill_fasync()函数激发相应的信号，输入文件就可以在新数据到达时请求发送一个SIGIO信号，该信号被发送到存放在filp->f_owner中的进程
app应用程序（测试程序）：
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); // 得到PID，告诉内核，发给谁
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); // 获得文件状态标记
fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC); // 设置，文件状态标记。改变fasync标记，最终会调用到驱动的faync > fasync_helper：初始化/释放fasync_struct
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);
如果操作成功，其返回值依赖于 cmd，如果出错返回值为–1。下面的 4 个命令有特殊的返回值：F_DUPFD，F_GETFD，F_GETFL，以及 F_GETOWN。第 1 个命令返回值为新的文件描述符，第 2 个命令返回值为获得的相应标识，第 3 个命令返回值为文件描述符的状态标志，第 4 个命令返回值如果为正数则是进程 ID 号，如果为负数则是进程组 ID 号。第 3 个参数总是一个整数，但是某些情况下使用记录锁时，第 3
个参数则是一个指向结构的指针
关于fcntl参考：
百度百科：https://baike.baidu.com/item/fcntl/6860021?fr=aladdin
四.驱动代码实现
上一节我们使用了poll机制编写按键驱动， 实现了非阻塞规定时间返回结果。然而仍然要轮询所有设备。而异步通知实现了一旦设备就绪，则主动通知应用程序，应用程序 根本就不需要查询设备状态。因此我们不用再写休眠唤醒的函数，把中断标志位换成发送信号kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN)。这个函数只是为了异步发送信号。还要设置fasync_struct。在fasync_helper (fd, filp, on, &button_async)初始化。
步骤：
-
在file_operations设置.fasync
-
定义结构fasync_struct，以及用fasync_helper初始化结构体
-
用kill_fasync激发相应的信号
-
应用程序执行signal信号函数进行读取按键值
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
/* fifthdrvtest
*/
int fd;
void my_signal_fun(int signum)
{
unsigned char key_val;
read(fd, &key_val, 1);
printf("key_val: 0x%x\n", key_val);
}
int main(int argc, char **argv)
{
unsigned char key_val;
int ret;
int Oflags;
signal(SIGIO, my_signal_fun);
fd = open("/dev/mybuttons", O_RDWR);
if (fd < 0)
{
printf("can't open!\n");
}
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);
while (1)
{
sleep(1000);
}
return 0;
}五.测试代码：
以前的中断、poll都要放在while中，现在异步通知执行一次即可
步骤：
为了使设备支持异步通知机制，应用程序中涉及以下3项工作：
1. 首先制定一个进程作为文件的属主，通过使用fcntl系统调用执行F_SETOWN命令时，属主进程的ID号就会保存在filp->f_owner中，目的是为了让内核知道应该通知哪个进程。不过此项工作已由内核完成，设备驱动无须处理。
2. 在设备中设置FASYNC标志。通过fcntl调用的F_SETFL来完成，每当FASYNC标志改变时，驱动程序中的fasync()函数将得以执行。
驱动中应该实现fasync()函数。
3. 在设备资源可获得时，调用kill_fasync()函数激发相应的信号，输入文件就可以在新数据到达时请求发送一个SIGIO信号，该信号被发送到存放在filp->f_owner中的进程
app应用程序（测试程序）：
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); // 得到PID，告诉内核，发给谁
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); // 获得文件状态标记
fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC); // 设置，文件状态标记。改变fasync标记，最终会调用到驱动的faync > fasync_helper：初始化/释放fasync_struct
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
/* fifthdrvtest
*/
int fd;
void my_signal_fun(int signum)
{
unsigned char key_val;
read(fd, &key_val, 1);
printf("key_val: 0x%x\n", key_val);
}
int main(int argc, char **argv)
{
unsigned char key_val;
int ret;
int Oflags;
signal(SIGIO, my_signal_fun);
fd = open("/dev/mybuttons", O_RDWR);
if (fd < 0)
{
printf("can't open!\n");
}
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);
while (1)
{
sleep(1000);
}
return 0;
}六.测试（linux2.6.22.6）
