第九章 Linux设备驱动中的异步通知和异步IO-优快云博客

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文章介绍了异步通知的概念，强调其在设备I/O处理中的作用，通过信号实现进程间的异步通信。在Linux中，使用F_SETOWN和F_SETFLIO控制命令配合signal()函数处理设备释放的信号。文章还提到了驱动程序中的fasync()函数和kill_fasync()函数的关键作用。此外，文章对比了异步通知与异步I/O，说明了异步I/O允许应用在发起请求后立即返回并后续查询或等待回调。

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9.1 异步通知的概念和作用

异步通知：设备通知用户自身可以访问，之后用户再进行I/O处理。一旦设备就绪，则主动通知应用程序。（类似于中断）
阻塞、非阻塞IO、异步通知的区别：

9.2 Linux异步通知编程

信号可以进行进程间通信（IPC），Linux中使用信号实现异步通知。除SIGSTOP(19) 和 SIGKILL(9) 以外，进程可以忽略或者捕获其他全部信号。
用户程序中，使用signal() 函数进行信号的捕捉，来设置对应的信号处理函数：

第一个参数为信号的值（宏），第二个参数为信号处理函数。（类似于中断注册）
应用程序中处理一个设备释放的信号步骤：
1. 通过F_SETOWN IO控制命令设置设备文件的拥有者为本进程
2. 通过F_SETFL IO控制命令设置设备文件以支持FASYNC，即异步通知方式
3. 通过signal() 连接信号和信号处理函数
驱动程序所涉及的工作：
1. 支持F_SETOWN命令，能在这个控制命令中设置filp->f_owner为对应进程ID（内核已进行处理，驱动无需再管）
2. 支持F_SETEL命令的处理，当FASYNC标志改变时，驱动程序中fasync()函数得以执行，因此在驱动中需要实现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。
对应关系：
编程要点：一项数据结构和两个函数：
1. 数据结构：fasync_struct 结构体(放在设备结构体中)
2. 两个函数：
  1. 处理FASYNC标志变更的函数：int fasync_helper(int fd, struct file *filp, int mode, struct fasync_struct **fa);
  2. 释放信号用的函数（将信号发送给应用层）：void kill_fasync(struct fasync_struct **fa, int sig, int band);