5、异步通知机制

异步通知，的确是一种很好处理机制，熟练掌握这种手段，对我们写高质量的应用程序很有帮助。下面说说对它的理解：

异步通知，就是让驱动去告诉应用，底层硬件发生了什么事，而不是应用主动地去查询驱动，这对系统的性能有一个很大的提升。

首先，在驱动中

内核首先定义一个结构体struct fasync_struct，这个结构体用来存放对应设备文件的信息(如fd, filp)并交给内核来管理。一但收到信号，内核就会在这个所谓的异步队列头找到相应的文件(fd)，并在filp->owner中找到对应的进程PID，这样就确定了向谁发。不过，此时fd, filp都还不确定，这就需要借助于fasync_helper（fd, filp, mode, &dev->async_queue），将fd,filp和定义的结构体传给内核，这样就完成了fd、filp、结构体三者的衔接。

 int test_fasync (int fd, struct file *filp, int mode) ，在后者中完成对fasync_helper的调用，从而完成对异步队列的填充。

从这个过程中，也可以看到，哪个进程完成对ops成员fasync成员的调用，就会把fd、filp传给异步队列，kill_fasync发出信号就会到这个进程中，这就是驱动层次的理解。

其次，就是在应用层次

首先，要用fcntl对此文件进行设置，

fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());设置接收SIGIO信号的进程组

Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);  得到现在文件的标志位

fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);对当前文件的标志位加上一个FASYNC属性，每当FASYNC标志改变时，驱动程序中的 fasync()函数将得以执行。

然后就是应用程序得到SIGIO信号后，要绑定新的操作函数

signal(SIGIO, my_signal_fun);

这样就完成了异步通信的过程，当驱动发送kill_fasync时就会在应用程序中调用my_signal_fun函数去处理。

应用程序举例：

//信号处理函数
void my_signal_fun(int signum)
{
    unsigned char key_val;
    read(fd, &key_val, 1);
    printf("key_val: 0x%x
", key_val);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    unsigned char key_val;
    int ret;
    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);
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!
");
    }

    //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);

    //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(1000);
    }

    return 0;
}

驱动程序举例：

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

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
    struct pin_desc * pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;
    unsigned int pinval;

    pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

    if (pinval)
    {
        /* 松开 */
        key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
    }
    else
    {
        /* 按下 */
        key_val = pindesc->key_val;
    }

    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);
}