第9章 Linux设备驱动中的异步通知与异步I/O之异步通知

本章导读

在设备驱动中使用异步通知可以使得在进行对设备访问时，驱动主动通知应用程序进行访问。这样，使用非阻塞I/O的应用程序无须轮询设备是否可访问，而阻塞访问也可以被类似“中断”的异步通知所取代。

除异步通知以外，应用还可以在发起I/O请求后，立即返回。之后，再查询I/O完成情况，或者I/O完成后被调回。这个过程叫作异步I/O。

1、异步通知的概念与作用。
2、Linux异步通知的编程方法。

3、增加异步通知的globalfifo驱动及其在用户空间的验证。

4、Linux基于C库的异步I/O和内核本身异步I/O的用户空间编程接口，以及驱动如何支持AIO。

9.1　异步通知的概念与作用

阻塞与非阻塞访问、poll（）函数提供较好的解决设备访问的机制，但是如果有了异步通知，整套机制更加完整。

异步通知是：一旦设备就绪，主动通知应用程序，应用程序根本不需要查询设备状态，这一点类似于硬件上“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模拟中断机制，从原理上来说，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样的。信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。
阻塞I/O意味着一直等待设备可以访问后再进行访问，非阻塞I/O中使用poll（）意味着查询设备是否可以访问。异步通知则意味着设备通知用户自身可访问，之后用户再进行I/O处理。

图9.1呈现了阻塞I/O，结合轮询的非阻塞I/O及基于SIGIO的异步通知在时间先后顺序上的不同。

图9.1　阻塞、结合轮询的非阻塞I/O和异步通知的区别

阻塞、非阻塞I/O、异步通知本身没有优劣，根据不同的应用场景合理选择。