高级字符驱动程序操作之异步通知IO（理论篇）

1. 上一节我们已经学习了用poll轮询数据，来避免不必要的休眠，但是事实上，轮询的直接负面作用就是效率低下，这样一节我们学习如何使用异步通知IO来提高效率

 

2. fcntl系统调用

int fcntl(int fd, int cmd, long arg);

fcntl的作用是改变一个已打开文件的属性，fd是要改变的文件的描述符，cmd是命令罗列如下：

F_DUPFD, F_GETFD, F_SETFD, F_GETFL, F_SETFL, F_SETLK, F_SETLKW, F_GETLK, F_GETOWN, F_SETOWN

本节只关心F_SETOWN（设置异步IO所有权），F_GETFL（获取文件flags），F_SETFL（设置文件flags）

arg是要改变的属性内容

 

3. 用户进程启用异步通知机制

首先，设置一个进程作为一个文件的属主(owner)，这样内核就知道该把文件的信号发送给哪个进程

fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); // getpid()就是当前进程咯

然后，给文件设置FASYNC标志，以启用异步通知机制

fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | FASYNC);

 

4. 缺陷

当有多个文件发送异步通知信号给一个进程时，进程无法知道是哪个文件发送的信号，这时候还是要借助poll的帮助完成IO

 

5. 从驱动程序的角度考虑

当文件的状态标志设置了FASYNC操作时，驱动程序会调用fasync的函数。

fasync的实现相当简单

static int scull_p_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)

{

       struct scull_pipe *dev = filp->private_data;

       return fasync_helper(fd, filp, mode, &dev->async_queue);

}

 

当有新的数据到达时，驱动程序应该发送一个SIGIO给用户，这个操作用kill_fasync方法完成

if(dev->async_queue)

         kill_fasync(&dev->async_queue, SIGIO, POLL_IN);

 

最后，从异步通知列表中移除注册进去了的文件指针就直接调用scull_p_fasync(-1, filp, 0);

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