linux 设备中的阻塞和非阻塞I/O
一、等待队列
linux下的sleep函数在linux 驱动程序中,可以使用等待队列来实现阻塞进程的唤醒。等待队列是以队列为基础数据结构,与进程调度机制紧密结合,能够用于实现内核中的异步事件通知机制。等待队列可以用来同步对系统资源的访问,在内核中,信号量也是依赖于等待队列来实现的。
作用:所有的等待资源的任务都被放入到等待队列中。
二、实现
等待队列是一个队列数据结构所以,队列有等待队列头和等待队列项。
在使用的时候要先初始化以下,定义了几个队列,就初始化几次。
在内核中include/linux/wait.h 中定义如下
struct lock_class_key
在内核中定义为空的结构体
在kernel/wait.c 中__init_waitqueue_head 函数的实现
第一句话的意思是自旋锁的初始化。最后一句话的意思是初始化队列头。在include/linux/list.h 中有实现代码:
在内核中为了方便使用,有一个宏可以完成等待队列头的定义和初始化:
name 就是等待队列的名字,也是等待队列头的名字,tsk 一般是写如当前的任务(进程)current
(内核中的全局变量,代表当前任务)。
Condition 为满足的条件。
三、程序分析
在本程序中用到了简单睡眠和手动睡眠两种方法。本驱动程序中的缓冲区是一个循环的缓冲区,类似与循环队列。当rp == rw 时候说明缓冲区空,定rp 与rw 相差1
时候,说明缓冲区满。操作和循环队列类似。
程序的源代码如下:
1、头文件
驱动程序中所需要的头文件如下:
2、全局变量
本驱动程序用到的全局变量
3、设备结构体定义
设备结构体中定义了设备的资源,包括等待队列,对于设备来说也是一种资源,信号也是设备的资源。
4、open函数
open函数中对于一些只有open时才用到的资源进行初始化和分配,并不一定要在加载函数中分配。
5、close函数
6、read函数
本函数当中用到了简单睡眠机制。调用宏wait_event_interruptible
下面是数据的读入操作
其中min是内核中定义的宏,取得两者之间的一个最小值
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