内核异步操作

异步

异步引入

前几章节提供的休眠-唤醒，poll机制，都需要休眠等待某个事件发生。但是在实际中，我们并不会休眠等待事件的发生，

而是采用另一种方式，等外部事件发生之后，将结果通知给我们。在程序中，就是驱动程序中的数据主动上报给App,App收到信号之后，

执行对应的动作。这种机制称为“异步机制”。

异步流程

驱动程序是如何通知到App，告知App有数据产生。驱动程序发信息给App。

发信息，有以下步骤：

发送方：驱动程序法

发什么内容：发信号

发什么信号：SIGIO

驱动怎么发信号：内核中提供发送信号

接收方：App。App需要把自己告诉驱动（PID）,让驱动明确自己发消息给哪个App。

接收方动作：对应的信号处理函数。

信号与信号处理函数如何对应：App注册信号与信号处理函数。

图 1 内核信号类型

异步信号与信号处理函数关联如下所示：

图 2 信号与信号关联函数

App在执行过程中，它需要来自哪个驱动（肯定不止一个驱动）的信号？

App打开驱动程序的设备节点。

驱动程序需要发信号给哪个App(不止一个App)?

App需要把自己的PID传递给驱动程序。

App可以接受信号也可不接受信号？

可以将App的设置传递给驱动。

驱动程序要做什么？发信号。

APP设置进程ID时，驱动程序要记录下进程ID；

APP还要使能驱动程序的异步通知功能，驱动中有对应的函数：

APP打开驱动程序时，内核会创建对应的file结构体，file中有f_flags；

f_flags中有一个FASYNC位，它被设置为1时表示使能异步通知功能。

当f_flags中的FASYNC位发生变化时，驱动程序的fasync函数被调用。

发生中断时，有数据时，驱动程序调用内核辅助函数发信号。

这个辅助函数名为kill_fasync。

异步处理架构

 

 

App给SIGIO信号注册信号处理函数。App收到SIGIO信号，绑定的函数自动被调用。

App将自己的PID传递给驱动程序。调用不涉及驱动程序，记录在内核文件系统中。

调用fasync_helper函数，根据FASYNC值设置flags值

当信号发生，调用App中注册的信号处理函数。在其中可以调用read函数读取底层硬件数据。