linux驅動編寫之poll機制

1. poll情景描述:

       以按鍵驅動爲例進行說明，用阻塞的方式打開按鍵驅動文件/dev/buttons，
   應用程序使用read()函數來讀取按鍵的鍵值。這樣做的效果是：如果有按鍵按下
   了，調用該read()函數的進程，就成功讀取到數據，應用程序得到繼續執行；倘
   若沒有按鍵按下，則要一直處於休眠狀態，等待這有按鍵按下這樣的事件發生。

       這種功能在一些場合是適用的，但是並不能滿足我們所有的需要，有時我們
   需要一個時間節點。倘若沒有按鍵按下，那麼超過多少時間之後，也要返回超時
   錯誤信息，進程能夠繼續得到執行，而不是沒有按鍵按下，就永遠休眠。這種例
   子其實還有很多，比方說兩人相親，男方等待女方給個確定相處的信，男方不可
   能因爲女方不給信，就永遠等待下去，雙方需要一個時間節點。這個時間節點，
   就是說超過這個時間之後，不能再等了，程序還要繼續運行，需要採取其他的行
   動來解決問題。

2. 對於類似的場景，linux系統使用poll功能來解決這樣的問題:

   linux系統調用poll()函數時候，如果沒有發生需要的事件，那麼進程進入休
   眠。如果在限定的時間內得到需要的事件，那麼成功返回，如果沒有則返回超時
   錯誤信息。可見，等待期間將進程休眠，利用事件驅動來喚醒進程，將更能提高
   CPU的效率。

3. poll()函數:

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)

輸入參數

fds 可以傳遞多個結構體，也就是說可以監測多個驅動設備所產生的事件，只要有一個產生了請求事件，就能立即返回

　　　　struct pollfd {
　　　　int fd; /* 文件描述符 */
　　　　short events; /* 請求的事件類型，監視驅動文件的事件掩碼 */
　　　　short revents; /* 驅動文件實際返回的事件 */
　　　　} ;

nfds 監測驅動文件的個數

timeout 超時時間，單位爲ms

事件類型events 可以爲下列值：

POLLIN 有數據可讀
POLLRDNORM 有普通數據可讀，等效與POLLIN
POLLPRI 有緊迫數據可讀
POLLOUT 寫數據不會導致阻塞
POLLER 指定的文件描述符發生錯誤
POLLHUP 指定的文件描述符掛起事件
POLLNVAL 無效的請求，打不開指定的文件描述符

返回值

有事件發生返回revents域不爲0的文件描述符個數（也就是說事件發生，或者錯誤報告）

超時返回0；

失敗　　返回-1，並設置errno爲錯誤類型

操作步驟

驅動：

1.定義兩個變量

/* 定義一個等待隊列，這個等待隊列實際上是由中斷驅動的，當中斷髮生時，會令掛接到這個等待隊列的休眠進程喚醒 */static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

/* 中斷事件標誌, 中斷服務程序將它置1，forth_drv_read將它清0 */
static volatile int ev_press = 0;

2. - 在file_operations多定義一個成員函數例：.poll = forth_drv_poll,

- 定義這個函數

static unsigned forth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
unsigned int mask = 0;
poll_wait(file, &button_waitq, wait); /* 將進程掛接到button_waitq等待隊列下 */

/* 根據實際情況，標記事件類型 */
if (ev_press)
mask |= POLLIN | POLLRDNORM;

/* 如果mask爲0，那麼證明沒有請求事件發生；如果非零說明有時間發生 */
return mask;
}

3.在forth_drv_read判斷是否休眠狀態

ssize_t forth_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
   if (size != 1)
       return -EINVAL;

   /* 如果沒有按鍵動作, 休眠 */
   wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);

   /* 如果有按鍵動作, 返回鍵值 */
   copy_to_user(buf, &key_val, 1);
   ev_press = 0;

   return 1;
}

4. 在中斷函數裏面喚醒進程

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
   struct pin_desc * pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;
   unsigned int pinval;

   pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

   if (pinval)
   {
       /* 鬆開 */
       key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
   }
   else
   {
       /* 按下 */
       key_val = pindesc->key_val;
   }

ev_press = 1; /* 表示中斷髮生了 */
wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 喚醒休眠的進程 */


   return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

應用程序：

1.調用int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)

2. 定義並初始化參數1 struct pollfd *fds

int main(int argc, char **argv)
{
   int fd;
   unsigned char key_val;
   int ret;

   struct pollfd fds[1];

   fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
   if (fd < 0)
   {
       printf("can't open!\n");
   }

   fds[0].fd = fd;
   fds[0].events = POLLIN;
   while (1)
   {
       ret = poll(fds, 1, 5000);
       if (ret == 0)
       {
           printf("time out\n");
       }
       else
       {
           read(fd, &key_val, 1);
           printf("key_val = 0x%x\n", key_val);
       }
   }

   return 0;
}

linux驅動編寫之poll機制