Linux内核开发之异步通知与异步I/O(五)

“小王呢，今天开始讲AIO与设备驱动，这也是设备驱动通知与异步IO的最后一节了，下次咱们就要开始讲更高级的东西，比如中断啦，时钟等”

  在Linux内核中，每个IO请求都对应一个kiocb结构体，其ki_filp成员指向对应的file指针，通过is_sync_kiocb可以判断某Kiocb时候为同步IO请求，如果非真，表示是异步IO请求。

  块设备和网络设备本身就是异步的。只有字符设备驱动必须明确指出应支持AIO.需要说明的是AIO对于大多数字符设备而言都不是必须的。只有少数才需要。

  在字符设备驱动程序中，file_operations包含了3个和AIO相关的函数。如下：

 ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *iocb, char *buffer, size_t count ,loff_t offset);
 ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *iocb, const char *buffer, size_t count ,loff_t offset);
 int (*aio_fsync) (struct kiocb *iocb, int datasync);

aio_read()和aio_write()与file_operation中的read()和write()中的offset参数不同，它直接传递值，而后者传递的是指针。这两个函数本身也不一定完成读写操作，它只是发起，初始化读写操作。

下面来看看实际的代码部分：

//异步读
static ssize_t xxx_aio_read(struct kiocb *iocb, char *buffer, size_t count ,loff_t offset)
{
    return xxx_defer_op(0, iocb, buf, count, pos);
}

//异步写
static ssize_t xxx_aio_write(struct kiocb *iocb, const char *buffer, size_t count ,loff_t offset)
{
    return xxx_defer_op(1, iocb, (char *)buf, count, pos);
}

//初始化异步IO
static int xxx_defer_op(int write, struct kiocb *iocb, char *buf, size_t count, loff_t pos)
{
  struct async_work *async_wk;
    int result;
    //当可以访问buffer时进行复制
  if(write)
  {
     result = xxx_write (iocb->ki_filp, buf, count, &pos );
  }
  else
     {
           result = xxx_read (iocb->ki_filp, buf, count, &pos );
     }
     //如果是同步IOCB, 立即返回状态
  if(is_sync_kiocb(iocb))
      return resutl;
     //否则，推后几us执行
   async_wk = kmalloc(sizeof(*async_wk), GFP_KERNEL ));
   if(async_wk==NULL)
   return result;
   async_wk->aiocb = iocb;
   async_ wk->result = result;
   INIT_WORK(&async_wk->work, xxx_do_deferred_op, async_wk);
   schedule_delayed_work(&async_wk->work, HZ/100);
   return -EIOCBOUEUED;//控制权限返回给用户空间
} 
//延迟后执行
static void xxx_do_deferred_op(void *p)
{
      struct async_work *async_wk = (struct async_work*)p;
      aio_complete(async_wk_iocb, async_wk->result, 0);
      kfree(async_wk);
}

在上述代码中有一个async_work的结构体定义如下：

struct async_work
{
  struct kiocb *iocb;//kiocb结构体指针
  intresult;//执行结果
  struct work_struct work; //工作结构体
};

在上边代码中最核心的是使用aync_work结构体将操作延迟，通过schedule_delayed_work可以调度其运行，而aio_complete的调用用于通知内核驱动程序已经完成了操作。

最后，这一大章的内容都讲完了，一连5节，小王，你好好整理整理，下次就要开始新的内容了。