Linux设备驱动中的异步通知与异步I/O

浏览数：19 / 时间：2015年06月20日

异步通知概念: 异步通知的意识是，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的“中断”概念，比较准确的称谓是“信号驱动的异步IO”，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是一样的。信号是异步的，一个进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。

异步通知与设备访问： 阻塞IO意味着一直等待设备可访问后访问；非阻塞IO使用poll意味着查询设备是否可以访问；而异步通知则意味着设备通知自身可访问，实现了异步I/O。

 用kill -l 命令可以查看Linux可用的信号
信号的接收
          signal()函数来设置对应信号的处理函数。
       void (*signal(int signum,void(*handler))(int)))(int);
  //第一个参数指定信号的值；第二个参数指定针对前面信号值的处理函数，若位SIN_IGN,表示忽略该信号；若位SIG_DFL,表示采用系统默认方式处理信号；若位用户自定义
   函数，则信号被捕获到后，该函数将被执行
  //该函数原型比较难理解，可以分解为：typedef void(*sighandler_t)(int);  sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler));
 如果signal调用成功，它返回最后一次信号signum绑定的处理函数handler值，失败则返回SIG_ERR.
          sigaction()函数可用于改变进程接收到特定信号后的行为。
      int sigaction(int signum,const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact));
  //该函数的第一个参数是信号的值，可以为除SIGKILL及SIGSTOP外的任何一个特定有效的信号；第二个参数是指向结构体sigaction的一个实例的指针，在sigaction的实例中
指定了对特定信号的处理函数，若为空，则进程会以缺省方式对信号处理；第三个参数oldact指向的对象用来保存原来对相应信号的处理函数，可指定oldact为NULL.
 如果把第二和第三个参数都设为NULL，那么该函数用来检测信号的有效性。
 使用信号实现异步通知的应用程序实例：
      #include <sys/types.h>
      #include <sys/stat.h>
      #include <stdio.h>
      #include <fcntl.h>
      #include <signal.h>
      #include <unistd.h>
      #define MAX_LEN 100
      void input handler(int num)
      {
        char data[MAX_LEN];
        int len;
        len=read(STDIN_FILENO,&data,MAX_LEN);  //读取并输出STDIN_FILENO上的输入。
        data[len]=0;
        printf("input available:%s\n",data);
      }
      main()
      {
        int oflags;
        //启动信号驱动机制
        signal(SIGIO,input_handler);  //为SIGIO信号安装input_handler()作为处理函数
        fcntl(STDIN_FILENO,F_SETOWN,getpid());//这里的getpid()是获得当前进程，注意，没有这一步，内核不知道应该将信号发给哪个进程。