linux驱动编写之阻塞与非阻塞

一、概念

      应用程序使用API接口，如open、read等来最终操作驱动，有两种结果--成功和失败。成功，很好处理，直接返回想要的结果；但是，失败，是继续等待，还是返回失败类型呢？  如果继续等待，将进程休眠，那么这类驱动设计就是阻塞式的；如果不等待，返回失败的类型（原因），那么这类驱动的设计就是非阻塞式的。

      在应用程序打开驱动文件的时候，可以通过参数向驱动传递使用驱动的方式（阻塞或者非阻塞），通过flags这个参数来传递。当flags中包含“O_NONBLOCK”，就是非阻塞，否则就是阻塞式的。

fd = open("/dev/xxx", O_RDWR | O_NONBLOCK);

二、具体实现

      以按键驱动为例进行说明，主要是利用互斥锁功能来实现。

1、实现open函数的阻塞非阻塞功能

static DECLARE_MUTEX(buttons_lock); 

static int buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)
{    
    if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
    {
        if (down_trylock(&buttons_lock))
        return -EBUSY;
    }
    else
    {
        down(&buttons_lock);
    }
    ............
    return 0;
}            

      open()函数的目的是打开驱动文件/dev/buttons，而通常驱动文件允许打开的进程数量是有限制的，本例中是独占式的，所以需要利用互斥锁。函数down_trylock()和函数down()，分别具有非阻塞和阻塞的特性，所以利用这种特性，很容易实现open()函数的需求。

      注意在buttons_close()函数，不要忘记调用up(&buttons_lock)把互斥锁释放。

2、实现read函数的阻塞非阻塞功能

static int buttons_read(struct file *filp, char __user *buff, 
                                         size_t count, loff_t *offp)
{
    unsigned long err;
    
    if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
    {
        if(0 == ev_press)
        {
            return -EAGAIN;
        }
    }
    else
    {
        /* 如果没有按键动作, 休眠 */
        wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
    }

    /* 执行到这里时，ev_press等于1，将它清0 */
    ev_press = 0;

    /* 将按键状态复制给用户，并清0 */
    err = copy_to_user(buff, &keys_val, count);

    return err ? -EFAULT : 0;
}

      read()函数的目的是来读取/dev/buttons文件，所收到的按键键值。当被按下，中断程序令ev_press置1，读取完之后清0。

      显然，如果已经被按下，已经存入了键值，那么read函数很容易成功返回。但是，如果没有按键按下，这个时候阻塞的处理就是继续等待，将进程休眠；而非阻塞则是返回-EAGAIN，重新来读。

参考资料：韦东山linux教学视频