一、非阻塞概念
1.当一个app应用层程序，取读取硬件中的数据
2.不管硬件中的数据是否准备好
3.都会立即返回数据
二、非阻塞模型
应用层：
fd = open("/dev/myled0",O_RDWR | O_NONBLOCK); // 以非阻塞方式打开
read(fd,buf,sizeof(buf));
------------------------------------------------------------
内核层：
ssize_t myled_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t size, loff_t *loff)
{
if(file->f_flags & O_NONBLOCK) //判断是否以非阻塞方式打开
{
//表示以非阻塞方式打开
//不管硬件中的数据是否准备好
//都会立即返回数据
}
}
------------------------------------------------------------
硬件层：
/dev/myled0三、阻塞工作原理
1.当一个app应用程序，去读取硬件中的数据
2.如果硬件数据没有准备好，进程进入休眠状态
3.当硬件数据准备好，硬件会产生中断
4.在中断处理函数中，唤醒休眠的进程
5.当进程唤醒之后，将准备好的硬件中的数据，读取到内核空间
6.在内核空间，通过调用copy_to_user函数，将内核空间读取到的硬件数据，拷贝到用户空间
四、阻塞模型
应用层：
fd = open("/dev/myled0",O_RDWR); // 以非阻塞方式打开
read(fd,buf,sizeof(buf));
------------------------------------------------------------
内核层：
ssize_t myled_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t size, loff_t *loff)
{
if(file->f_flags & O_NONBLOCK) //以非阻塞方式打开
{
//表示以非阻塞方式打开
//不管硬件中的数据是否准备好
//都会立即返回数据
}
else //以阻塞方式打开
{
//如果硬件数据没有准备好，进程进入休眠状态
//当硬件数据准备好, 唤醒休眠的进程
//将准备好的硬件中的数据，读到内核空间
//调用copy_to_user函数，拷贝到用户空间
}
}
------------------------------------------------------------
硬件层：
/dev/myled0五、阻塞API接口
1.wait_queue_head_t wq; //定义等待队列头 2.init_waitqueue_head(&wq); //队头初始化 3.int wait_event_interruptible(wq, condition)//让进程进入可中断等待态 i.wq：定义等待队列头 ii.condition = 0：表示数据没有准备好，进程进入休眠状态 iii.condition = 1：表示数据准备好 4.condition = 1; //表示数据准备好 5.wake_up_interruptible(&wq);//唤醒休眠进程 6.int wait_event(wq, condition)//让进程进入不可中断等待态 i.wq：定义等待队列头 ii.condition = 0：表示数据没有准备好，进程进入休眠状态 iii.condition = 1：表示数据准备好 7.condition = 1; //表示数据准备好 8.wake_up(&wq);//唤醒休眠进程
六、编写代码
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/poll.h>
#define CNAME "myled"
struct cdev *cdev;
char kbuf[128] = {};
#if 0
unsigned int major = 500; //静态指定设备号
#else
unsigned int major = 0; //动态分配设备号
#endif
unsigned int count = 3;
unsigned int minor = 0;
struct class* cls;
struct device* device;
wait_queue_head_t wq; //定义等待队列头
int condition = 0;
int myled_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
return 0;
}
ssize_t myled_read(struct file *file, char __user *ubuf, size_t size, loff_t *loff)
{
int ret;
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
if(file->f_flags & O_NONBLOCK) //以非阻塞方式打开
{
printk("O_NONBLOCK\n");
return -EIO;
}
else //以阻塞方式打开
{
ret = wait_event_interruptible(wq,condition); //让进程进入可中断等待态
if(ret)
{
printk("signal\n");
return -EIO;
}
}
//如果用户空间想读的大小256个字节，大于内核空间的大小128个字节，需要更正用户空间读的大小
if(size > sizeof(kbuf)) size = sizeof(kbuf);
ret = copy_to_user(ubuf,kbuf,size); //将内核空间的数据，写入到用户空间
if(ret){
printk("copy to user is error\n");
return -EIO;
}
condition = 0; //！！！！condition一直都为真，一直数据都可以读！！！！！！！！
return size;
}
ssize_t myled_write(struct file *file, const char __user *ubuf, size_t size, loff_t *loff)
{
int ret;
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
//如果用户空间想写的大小256个字节，大于内核空间的大小128个字节，需要更正用户空间写的大小
if(size > sizeof(kbuf)) size = sizeof(kbuf);
ret = copy_from_user(kbuf,ubuf,size); //将用户空间的数据，写入到内核空间
if(ret){
printk("copy from user is error\n");
return -EIO;
}
condition = 1; //表示数据准备好
wake_up_interruptible(&wq);//唤醒可中断等待态
return size;
}
int myled_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
printk("%s:%s:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
return 0;
}
//操作方法结构体
const struct file_operations fops = {
.open = myled_open,
.read = myled_read,
.write = myled_write,
.release = myled_close,
};
//入口
static int __init demo_init(void)
{
int ret;
dev_t devno;
int i = 0;
//分配对象
cdev = cdev_alloc();
if(cdev == NULL){
printk("cdev alloc is error\n");
ret = -EIO;
goto ERR1;
}
//对象初始化
cdev_init(cdev,&fops);
if(major > 0)
{
//静态指定设备号
ret = register_chrdev_region(MKDEV(major,minor), count, CNAME);
if(ret){
printk("register chrdev region is error\n");
ret = -EIO;
goto ERR2;
}
}else{ //动态指定设备号
ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, count,CNAME);
if(ret){
printk("alloc chrdev region is error\n");
ret = -EIO;
goto ERR2;
}
major = MAJOR(devno);//根据设备号，获取主设备号的值
minor = MINOR(devno);//根据设备号，获取次设备号的值
}
//对象注册
ret = cdev_add(cdev,MKDEV(major,minor),count);
if(ret){
printk("dev add is error\n");
ret = -EIO;
goto ERR3;
}
//三盏灯，自动创建三个设备节点 /dev/myled0 /dev/myled1 /dev/myled2
cls = class_create(THIS_MODULE, CNAME); //向上层提交目录信息
if(IS_ERR(cls))
{
printk("class create is error\n");
ret = EIO;
goto ERR4;
}
for(i=0;i<count;i++) //向上层提交设备节点信息
{
device = device_create(cls, NULL, MKDEV(major,i),NULL, "myled%d", i);
if(IS_ERR(device))
{
printk("device create is error\n");
ret = EIO;
goto ERR5;
}
}
init_waitqueue_head(&wq); //初始化等待队列头
return 0; //!!!!!!!!!!!!!!!一定不能省略!!!!!!!!!!!!!!!
ERR5:
//如果第一个设备节点和第二个设备节点创建成功，第三个设备节点创建失败，取消向上层提交第一个和第二个设备节点信息
for(--i;i>=0;i--)
{
device_destroy(cls, MKDEV(major,i)); //取消向上层提交设备节点信息
}
class_destroy(cls); //取消向上层提交目录信息
ERR4:
cdev_del(cdev); //对象注销
ERR3:
unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor), count); //注销设备号
ERR2:
kfree(cdev); //释放结构体指针
ERR1:
return ret;
}
//出口
static void __exit demo_exit(void)
{
int i = 0;
for(i=0;i<count;i++)
{
device_destroy(cls, MKDEV(major,i)); //取消向上层提交设备节点信息
}
class_destroy(cls); //取消向上层提交目录信息
cdev_del(cdev); //对象注销
unregister_chrdev_region(MKDEV(major,minor), count); //注销设备号
kfree(cdev); //释放结构体指针
}
module_init(demo_init); //指定入口地址
module_exit(demo_exit); //指定出口地址
MODULE_LICENSE("GPL");//许可证