Linux 设备驱动--- 阻塞型字符设备驱动 --- O_NONBLOCK --- 非阻塞标志

Posted 2020-09-22 sky

转自：http://blog.csdn.net/yikai2009/article/details/8653697

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目录(?)[-]

1. 阻塞
1. 阻塞操作
2. 非阻塞操作
2. 阻塞方式-read- 实现
3. 阻塞方式-write- 实现
4. 非阻塞方式的读写操作
5. 实例 --- 读阻塞的实现
6. 实例 --- 按键驱动阻塞实现
1. 1在 open 函数 查看看是 阻塞方式 还是 非阻塞方式
2. 2在 read 函数中同样查看
3. 3应用程序中
1. 1以阻塞方式运行
2. 2以非阻塞方式运行

 

阻塞：

          在设计简单字符驱动程序时，要注意一个重要问题.

          当一个设备无法立刻满足用户的读写请求时应当如何处理?

          例如：调用 read 时没有数据可读，但以后可能会有；

          或者一个进程试图向设备写入数据，但是设备暂时没有准备好接收数据.

          应用程序通常不关心这种问题，应用程序只是调用 read 或 write 并得到返回值.

          驱动程序应当 ( 缺省地 ) 阻塞进程，使它进入睡眠，直到请求可以得到满足.

阻塞操作：

          是指在执行设备操作时，若不能获得资源则挂起进程，直到满足可操作的条件后进行操作，

          被挂起的进程进入睡眠状态，被从调度器的运行队列移走，直到等待的条件被满足.

非阻塞操作：

          进程不能进行设备操作时并不挂起，他或者放弃，或者不停的查询，直到可以进行操作为止.

 

阻塞方式-read- 实现：

          在阻塞型驱动程序中，read 实现方式如下：

          如果进程调用 read ，但设备 没有数据 或 数据不足，进程阻塞.

          当新数据到达后，唤醒被阻塞进程.

 

阻塞方式-write- 实现：

          在阻塞型驱动程序中，write 实现方式如下：

          如果进程调用了 write ，但设备 没有足够的空间供其写入数据，进程阻塞.

          当设备中的数据被读走后，缓冲区中空出部分空间，则唤醒进程.

 

非阻塞方式的读写操作：

          阻塞方式是文件读写操作的默认方式，但是应用程序员可通过使用O_NONBLOCK 标志来人为

          的设置读写操作为非阻塞方式 .( 该标志定义在 < linux/fcntl.h > 中，在打开文件时指定 ) .

 

          如果设置了 O_NONBLOCK 标志，read 和 write 的行为是不同的 ，如果进程没有数据就绪时调用了 read ，

          或者在缓冲区没有空间时调用了 write ，系统只是简单的返回 -EAGAIN，而不会阻塞进程.

 

实例 --- 读阻塞的实现：

          

          

 

用 while 是因为可能别的信号唤醒了睡眠，我们要通过while 重新检测是否真有数据了....

 

 

          

 

 

实例 --- 按键驱动阻塞实现：

1，在 open 函数 查看看是 阻塞方式 还是 非阻塞方式：

         file 结构体中含有 f_flags 标志位，看是 阻塞方式 还是 非阻塞方式：

         O_NONBLOCK 为 非阻塞方式；

[cpp] view plain copy

 

1. if (file->f_flags & O_NONBLOCK)  /* 非 阻塞操作 */  
2. {  
3.     if (down_trylock(&button_lock))   /* 无法获取信号量，down_trylock 立马返回 一个 非零值 */  
4.         return -EBUSY;  
5. }  
6. else                             /* 阻塞操作 */  
7. {  
8.     /* 获取信号量 */  
9.     down(&button_lock);   /* 获取不到  睡眠 */  
10. }  

2，在 read 函数中同样查看：

[cpp] view plain copy

 

1. if (file->f_flags & O_NONBLOCK)       /* 非 阻塞操作 */  
2. {  
3.     if (!ev_press)                 /* ev_press 为 1 表示有按键按下，为 0 if 成立 ，没有按键按下， */  
4.         return -EAGAIN;        /* 返回 -EAGAIN 让再次来执行 */  
5. }  
6. else                                   /* 阻塞操作 */  
7. {  
8.     /* 如果没有按键动作, 休眠 */  
9.     wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);  
10. }  

3，应用程序中：

1，以阻塞方式运行：

后台执行应用程序，进程处于睡眠状态，按下按键，立马打印按键号；

[cpp] view plain copy

 

1. int main(int argc, char **argv)  
2. {  
3.     unsigned char key_val;  
4.     int Oflags;  
5.                                                      
6.     fd = open("/dev/buttons", O_RDWR );  
7.     if (fd < 0)  
8.     {  
9.         printf("can‘t open!\n");  
10.         return -1;  
11.     }  
12.   
13.     while (1)  
14.     {  
15.         read(fd, &key_val, 1);  
16.         printf("key_val: 0x%x\n", key_val);  
17.     }  
18.       
19.     return 0;  
20. }  

2，以非阻塞方式运行：

open 驱动程序的时候，传入标志 O_NONBLOCK 非阻塞；

后台执行应用程序：

[cpp] view plain copy

 

1. int main(int argc, char **argv)  
2. {  
3.     unsigned char key_val;  
4.     int ret;  
5.     int Oflags;  
6.   
7.     fd = open("/dev/buttons", O_RDWR | O_NONBLOCK);  
8.     if (fd < 0)  
9.     {  
10.         printf("can‘t open!\n");  
11.         return -1;  
12.     }  
13.   
14.     while (1)  
15.     {  
16.         ret = read(fd, &key_val, 1);  
17.         printf("key_val: 0x%x, ret = %d\n", key_val, ret);  
18.         sleep(5);  
19.     }  
20.       
21.     return 0;  
22. }  

 

非阻塞方式，没有按键值按下，程序立马返回；
read 返回值 为 -1；