linux中的kill_async与fasync_helper函数使用

fasync是为了使驱动的读写和应用程序的读写分开，使得应用程序可以在驱动读写的时候去做别的事。

应用程序通过fcntl给自己的SIGIO信号安装自己的响应函数，

驱动通过kill_fasync(&async, SIGIO, POLL_IN); 发SIGIO信号给应用程序，应用程序就调用自己安装的响应函数去处理。

fasync_helper作用就是初始化fasync，包括分配内存和设置属性，最后在驱动的release里把fasync_helper初始化的东西free掉。

例子：

驱动程序：

/*******************************************
使用linux3.2.81内核
********************************************/
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <linux/poll.h>

static struct class *buttonsdrv_class;              //类结构体
static struct device    *buttonsdrv_class_dev;  //设备结构体

volatile unsigned long *gpfcon = NULL ;
volatile unsigned long *gpfdat = NULL;

volatile unsigned long *gpgcon = NULL ;
volatile unsigned long *gpgdat = NULL;

unsigned int press_cnt[4];   //记录该按键按下的次数

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);    //声明(定义)等待队列

/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，buttons_drv_read将它清0 */
static volatile int ev_press = 0;

static struct fasync_struct *button_async;

//中断处理函数
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
        volatile int *press_cnt = (volatile int *)dev_id;

        *press_cnt = *press_cnt +1;  //按键计数值加一

    ev_press = 1;                  /* 表示中断发生了 */
    wake_up_interruptible(&button_waitq);   /* 唤醒休眠的进程 */
        //发送信号SIGIO信号给fasync_struct 结构体所描述的PID，触发应用程序的SIGIO信号处理函数
        kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);
    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

static int buttons_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    /*
    参数解析：中断号，中断处理函数，中断处理标志（如：双边沿触发）,中断名称（任意取）,
                        dev_id(中断处理函数)在中断共享时会用到，一般设置为这个设备的设备结构体或者NULL
    */
    request_irq(IRQ_EINT0,buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "S2",&press_cnt[0]);     /* 配置GPF0为输入引脚 ，注册中断处理函数*/
    request_irq(IRQ_EINT2,buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "S3",&press_cnt[1]);
    request_irq(IRQ_EINT11,buttons_irq,IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "S4",&press_cnt[2]);
    request_irq(IRQ_EINT19,buttons_irq,IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "S5",&press_cnt[3]);

    return 0;
}


static int buttons_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    //释放已经注册的中断
    free_irq(IRQ_EINT0,  &press_cnt[0]);
    free_irq(IRQ_EINT2,  &press_cnt[1]);
    free_irq(IRQ_EINT11, &press_cnt[2]);
    free_irq(IRQ_EINT19, &press_cnt[3]);
    return 0;
}


static int buttons_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{

    /* 如果没有按键动作, 休眠     wait_event_interruptible的第二个参数是一个判断条件，如果条件成立则退出休眠，否则进入休眠*/
    wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press); //按键按下中断处理函数中会将ev_press=1

    /* 如果有按键动作, 返回键值 */
    copy_to_user(buf, press_cnt, min(sizeof(press_cnt),size));  //根据实际需要读出对应个数的值到用户空间
    ev_press = 0;   //读取完后清0

    return 1;
}

static int buttons_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)
{
    printk("driver: buttons_drv_fasync\n");
    //初始化fasync_struct 结构体 (fasync_struct->fa_file->f_owner->pid)
    return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async);
}

/*
当应用程序操作设备文件时所调用的open、read、write等函数，最终会调用这个结构体中上的对应函数
*/
static struct file_operations buttons_drv_fops = {
    .owner   =   THIS_MODULE,    /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
    .open    =   buttons_drv_open,
    .release =   buttons_drv_close,
        .read      =     buttons_drv_read,
        .fasync  =   buttons_drv_fasync,
};


int major;
//指定insmod命令时会调用这个函数
static int buttons_drv_init(void)
{
    //第一个参数如果等于0，则表示采用系统动态分配的主设备号；不为0，则表示静态注册
    major = register_chrdev(0, "buttons_drv", &buttons_drv_fops); // 注册, 告诉内核，返回动态创建的主设备号

    //以下两条语句是为了实现自动创建设备
    buttonsdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "buttonsdrv");  //class_create为该设备创建一个class
    buttonsdrv_class_dev = device_create(buttonsdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); /* /dev/buttons */ //class_device_create创建对应的设备

    //驱动中要使用虚拟地址，不能直接使用物理地址
    gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);  //gpfcon映射为0x56000050,映射长度为16个字节(gpfcon为虚地址,0x56000050为物理地址)
    gpfdat = gpfcon + 1;  //gpfcon + 1即为0x56000050+4

    gpgcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000060, 16);  //gpgcon映射为0x56000060,映射长度为16个字节(gpgcon为虚地址,0x560000650为物理地址)
    gpgdat = gpgcon + 1;  //gpgcon + 1即为0x56000060+4

    return 0;
}

//执行rmmod时会调用这个函数
static void buttons_drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(major, "buttons_drv");                // 卸载

    device_unregister(buttonsdrv_class_dev);  //将自动创建的设备注销
    class_destroy(buttonsdrv_class);                    //删除创建的类
    iounmap(gpfcon);                                        //取消gpfcon的映射
    iounmap(gpgcon);                                        //取消gpgcon的映射
}

//指定驱动程序的初始化函数和卸载函数
module_init(buttons_drv_init);
module_exit(buttons_drv_exit);


MODULE_LICENSE("GPL");  //防止出现“module license”unspecified taints kernel的警告

应用程序：

/*
字符设备测试程序
*/

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>

int fd;

//信号处理函数
void my_signal_fun(int signum)
{
    int i;
    int press_cnt[4];

    read(fd, press_cnt, sizeof(press_cnt)); //读取值到press_cnt缓存区，读取长度sizeof(press_cnt)
    for(i = 0 ; i<sizeof(press_cnt)/sizeof(press_cnt[0]);i++)
    {
        if(press_cnt[i]) //如果按下次数不为0，打印出来
            printf("K%d has been pressed %d times \n", i+1, press_cnt[i]);
    }
}

int main(int argc , char ** argv)
{


    int Oflags;

    //在应用程序中捕捉SIGIO信号（由驱动程序发送）
    signal(SIGIO, my_signal_fun);

    fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);  //打开设备
    if(fd<0)
    {
        printf("Can't open");
        return -1;
    }

    //将当前进程PID设置为fd文件所对应驱动程序将要发送SIGIO,SIGUSR信号进程PID
    fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
    //获取fd的打开方式
    Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); //先获取当前的状态，然后或运算就不会导致当前状态丢失
    //将fd的打开方式设置为FASYNC --- 即 支持异步通知
 //该行代码执行会触发 驱动程序中 file_operations->fasync 函数 ------fasync函数调用fasync_helper初始化一个fasync_struct结构体，该结构体描述了将要发送信号的进程PID (fasync_struct->fa_file->f_owner->pid)
    fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);


    while (1)
    {
        sleep(5);  //挂起进程5秒,信号会提前打断休眠
        printf("wait!\n"); //5秒后输出wait! ,一定要加上“\n”,否则无法刷新缓存区，会一直没有输出
    }
}