linux内核学习---fasync简介

本文探讨了Linux内核中的fasync机制,详细介绍了如何在应用层启用异步通知,以及驱动中实现这一机制的具体步骤,包括内核的实现、fasync_struct结构体的使用以及所需完成的工作。

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fasync简介

异步通知fasync应用于系统调用signal和sigaction函数,简单的说,signal函数就是让一个信号与与一个函数对应,每当接收到这个信号就会调用相应的函数。 [1]
那么什么是异步通知?异步通知类似于中断的机制,当设备可写时,设备驱动函数发送一个信号给内核,告知内核有数据可读,在条件不满足之前,并不会造成阻塞。而不像之前学的阻塞型IO和poll,它们是调用函数进去检查,条件不满足时还会造成阻塞。

应用层中启用异步通知机制

其实在应用层启用异步通知只三个步骤:
1)signal(SIGIO, sig_handler);
调用signal函数,让指定的信号SIGIO与处理函数sig_handler对应。
2)fcntl(fd, F_SET_OWNER, getpid());
指定一个进程作为文件的“属主(filp->owner)”,这样内核才知道信号要发给哪个进程。
3)f_flags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, f_flags | FASYNC);
在设备文件中添加FASYNC标志,驱动中就会调用将要实现的test_fasync函数。
三个
好的,让我来给你讲解一下。fasync是一个用于实现异步通知的系统调用,当进程注册fasync后,当设备接收到一个信号时,内核会向该进程发出SIGIO信号,通知该进程可以进行读写操作了。下面是一个简单的fasync demo: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/init.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/sched.h> #define DEV_NAME "fasync_test" static dev_t devnum; static struct cdev *cdev; static struct file_operations fops; // 实现fasync函数 int my_fasync(int fd, struct file *filp, int mode) { return fasync_helper(fd, filp, mode, &filp->f_async); } // 实现设备的read和write操作 ssize_t fasync_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *off) { pr_info("read called.\n"); return 0; } ssize_t fasync_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len, loff_t *off) { pr_info("write called.\n"); return 0; } // 初始化函数 static int __init fasync_init(void) { // 为设备分配设备号 alloc_chrdev_region(&devnum, 0, 1, DEV_NAME); // 创建一个字符设备 cdev = cdev_alloc(); cdev->ops = &fops; cdev_add(cdev, devnum, 1); // 初始化fops fops.owner = THIS_MODULE; fops.read = fasync_read; fops.write = fasync_write; fops.fasync = my_fasync; return 0; } // 卸载函数 static void __exit fasync_exit(void) { // 删除字符设备 cdev_del(cdev); // 释放设备号 unregister_chrdev_region(devnum, 1); } module_init(fasync_init); module_exit(fasync_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("author"); MODULE_DESCRIPTION("fasync test"); ``` 在该demo中,我们定义了my_fasync函数,用于注册fasync,然后实现了一个简单的设备read和write函数,用于接收用户空间的读写。在初始化函数中,我们使用alloc_chrdev_region函数为设备分配设备号,然后使用cdev_alloc函数创建了一个字符设备,并将fops赋给cdev的ops成员,最后使用cdev_add函数将设备添加到内核中。在fops中,我们使用了我们自己实现的fasync_read和fasync_write函数,并将my_fasync函数赋给了fops的fasync成员。在卸载函数中,我们使用cdev_del函数删除字符设备,并使用unregister_chrdev_region函数释放设备号。 这个demo只是一个简单的演示,但是它可以帮助我们更好地理解fasync的使用方法。
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