Linux内核开发之异步通知与异步I/O(四)

Linux 设备驱动中的 I/O模型(二)—— 异步通知和异步I/O 阻塞和非阻塞访问、poll() 函数提供了较多地解决设备访问的机制,但是如果有了异步通知整套机制就更加完善了。       异步通知的意思是:一旦设备就绪,则主动通知应用程序,这样应用程序根本就不需要查询设备状态,这一点非常类似于硬件上“中断”的概念,比较准确的称谓是“信号驱动的异步I/O”。信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟,在原理上,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 阅读详情

“小王,接着昨天的来,你知道吗?在异步IO中,什么可以用来做为AIO的通知呢?”我用渴求的眼神望着她.

"啊?那我咋知道,你说的我能记住就不错了,让我发明创造,我可是不会."小王委屈道。

“笨死了,我前边花了那么多的时间来讲信号之类的东西,联想一下信号作为异步通知的信号,也想的出来啊,告诉你,我当年用脚肢头都能想到,可你..真让我失望”我叹气到,“算了,也不怪你了,咱们开始继续学习吧“。

  先上代码:使用信号作为AIO异步IO通知机制

void setup_io(..)
{
    int fd;
    struct sigaction sig_act;
    struct aiocb my_aiocb;
    ...
    //设置信号处理函数
     sigemptyset(&sig_act.sa_mask);
    sig_act.sa_flags = SA_SIGINFO;
    sig_act.sa_sigaction = aio_completion_handler;
    //设置AIO请求
     bzero((char *)&my_aiocb, sizeof(struct aiocb));
    my_aiocb.aio_flags = fd;
    my_aiocb.aio_buf = malloc(BUF_SIZE + 1);
    my_aiocb.aio_nbytes = BUF_SIZE;
    my_aiocb.offset = next_offset;
    //连接AIO请求和信号处理函数
     my_aiocb.aio_sigevent.sigev_notify = SIGEV_SIGNVAL;
    my_aiocb.aio_sigevent.sigev_signo = SIGIO;
    my_aiocb.aic_sigevent.sigev_value.sival_ptr = &my_aiocb;
    //将信号和处理函数绑定
    ret = sigaction(SIGION, &sig_act, NULL);
   ...
    ret = aio_read(&my_aiocb);
} 
//信号处理函数
void aio_completion_handler(int signo, siginfo_t *info, void *context)
{
    struct aiocb *req;
    //确定是我们需要的信号
    if(info->si_signo == SIGIO)
    {
     req = (struct aiocb *)info->si_value.sival_ptr; //获得aiocb;
     //请求的操作是否完成
     if(aio_error(req) ==0 )
     {
         ret = aio_return(req);
     }
    }
    return ;
}
从上边可以看到,使用AIO的应用程序同样需要定义信号处理函数,在指定的信号被产生时会触发调用这个处理程序。

“那么是不是就只能使用信号这种方式呢,我记得以前没一个知识点你都给我讲了好多方法,这个歌也不例外吧”小王说。

“嗯,真聪明,就喜欢聪明的女生”听到小王也懂得开动脑子了,我也要表示表示不是。

再上代码:使用回调函数最为AIO的通知

void setup_io(..)
{
    ...//同上
    //连接AIO请求和线程回调函数
    my_aiocb.aio_sigevent.sigev_notify = SIGEV_THREAD;
    my_aiocb.aio_sigevent.notify_function = aio_completion_handler;

    //设置回调函数 
    my_aiocb.aio_sigevent.notify_attributes = NULL;
        my_aiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr = &my_aiocb;
    ...
    ret = aio_read(&my_aiocb);
} 
//信号处理函数
void aio_completion_handler(int signo, siginfo_t *info, void *context)
{
    struct aiocb *req;
    req = (struct aiocb *)sigval.sival_ptr; //获得aiocb;
     //请求的操作是否完成
    if(aio_error(req) ==0 )
    {
         ret = aio_return(req);
    }
    return ;
}

上述程序在创建aiocb请求之后,使用SIGEV_THREAD请求了一个线程回调函数作为通知方法。在回调函数中。通过(struct aiocb *)info->si_value.sival_ptr可以获得对应的aiocb指针,使用AIO函数可验证请求是否已经完成。

“不过,小王,对不起哈,没想到一说就收不住了,这节也只是讲了有关的应用,下节咱们开始讲讲AIO与驱动设备,回归驱动主题”。

Linux驱动开发 异步通知实现详解 信号(signal)使用 POSIX 信号机制,设备可以向进程发送信号,通知某个事件发生。常用的信号包括SIGIO(用于异步 I/O 通知)、SIGUSR1SIGUSR2等。信号适用于简单的通知模型,例如设备可用、读写完成等。poll和select通过poll和select系统调用,用户进程可以监视文件描述符的状态变化,如可读、可写等。设备可以通过改变文件状态来通知用户进程 I/O 操作已经完成。适合需要监视多个文件描述符的情况,如网络服务器的实现。异步 I/O(AIO)使用。 阅读详情

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