Linux内核中断引入用户空间（异步通知机制）【转】

转自：http://blog.csdn.net/kingdragonfly120/article/details/10858647

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当Linux内核空间发生中断后怎么使用户空间的应用程序运行相应的函数呢，当芯片有数据到来时内核会产生一个中断，但是怎样通知应用程序来取数据，以前这个问题一直困扰我很长时间，后来发现linux中有异步通知机制，在用户程序中用signal注册一个响应SIGIO信号的回调函数，然后在驱动程序中向该进程发出SIGIO信号便完成该功能，下面是该功能具体实施方法：

1.在驱动中定义一个static struct fasync_struct *async;

2.在fasync系统调用中注册fasync_helper(fd, filp, mode, &async);

3.在中断服务程序（顶半部、底半部都可以）发出信号kill_fasync(&async, SIGIO, POLL_IN);

4.在用户应用程序中用signal注册一个响应SIGIO的回调函数signal(SIGIO, sig_handler);

5.通过fcntl(fd, F_SETOWN, getpid())将将进程pid传入内核

6.通过fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | FASYNC)设置异步通知

驱动部分代码：

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1. #include <linux/kernel.h>
2. #include <linux/errno.h>
3. #include <linux/module.h>
4. #include <linux/fs.h>
5. #include <linux/miscdevice.h>
6. #include <asm/io.h>
7. #include <linux/interrupt.h>
8. #include <linux/irq.h>
9. #include <linux/gpio.h>
10. #include <mach/regs-gpio.h>
11. #include <asm-generic/siginfo.h>
12. #include <linux/init.h>
13. #include <asm/signal.h>
14. #include <linux/timer.h>
15. #include <asm/uaccess.h>
16. #define DEVICE_NAME "mybeep"
17. volatile unsigned long *GPBCON;
18. volatile unsigned long *GPBDAT;
19. volatile unsigned long *GPBUP;
20. void beep_start(void);
21. void beep_stop(void);
22. int  beep_irq_register(void);
23. unsigned int flag=1;
24. static struct fasync_struct *async; //声明fasync_struct
25. struct key_irq_desc {
26. unsigned int irq;
27. int pin;
28. int pin_setting;
29. int number;
30. char *name;
31. };
32. static int beep_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
33. {
34. printk("application  fasync!\n");
35. return fasync_helper(fd, filp, mode, &async);         //注册上层调用进程的信息，上层调用fcntl设置FASYNC会调用这个系统调用
36. }
37. static struct key_irq_desc key_irqs [] = {
38. {IRQ_EINT8, S3C2410_GPG(0), S3C2410_GPG0_EINT8, 0, "KEY1"},
39. };
40. static irqreturn_t key_interrupt(int irq, void *dev_id)
41. {
42. kill_fasync(&async, SIGIO, POLL_IN);  //向打开设备文件的进程发出SIGIO信号
43. return (IRQ_HANDLED);
44. }
45. void beep_gpiob_init(void)
46. {
47. *GPBCON&=~((1<<0)|(1<<1));
48. *GPBCON|=(1<<0);
49. *GPBUP&=~(1<<0);
50. }
51. void beep_start(void)
52. {
53. *GPBDAT|=(1<<0);
54. }
55. void beep_stop(void)
56. {
57. *GPBDAT&=~(1<<0);
58. }
59. int beep_open(struct inode *inode, struct file *filp)
60. {
61. if(beep_irq_register() != 0)
62. {
63. printk("Request irq error!\n");
64. }
65. printk(KERN_ALERT "application  open!\n");
66. return 0;
67. }
68. ssize_t beep_read(struct file *file, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)
69. {
70. printk("application  read!\n");
71. return 0;
72. }
73. ssize_t beep_write(struct file *file, const char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)
74. {
75. printk("application  write!\n");
76. return 0;
77. }
78. static int beep_release(struct inode *inode, struct file *file)
79. {
80. disable_irq(key_irqs[0].irq);
81. free_irq(key_irqs[0].irq, (void *)&key_irqs[0]);
82. printk("application  close!\n");
83. return beep_fasync(-1, file, 0);
84. }
85. static int beep_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
86. {
87. switch(cmd)
88. {
89. case 0:
90. beep_start();
91. break;
92. case 1:
93. beep_stop();
94. break;
95. default:
96. break;
97. }
98. return 0;
99. }
100. static struct file_operations beep_ops = {
101. .owner = THIS_MODULE,
102. .open = beep_open,
103. .release = beep_release,
104. .ioctl = beep_ioctl,
105. .read = beep_read,
106. .write = beep_write,
107. .fasync = beep_fasync,
108. };
109. static struct miscdevice beep_misc = {
110. .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
111. .name = DEVICE_NAME,
112. .fops = &beep_ops,
113. };
114. int beep_irq_register(void)
115. {
116. int err;
117. err = request_irq(key_irqs[0].irq, key_interrupt, 0, key_irqs[0].name, (void *)&key_irqs[0]);
118. set_irq_type(key_irqs[0].irq, IRQ_TYPE_EDGE_RISING);
119. if(err)
120. {
121. disable_irq(key_irqs[0].irq);
122. free_irq(key_irqs[0].irq, (void *)&key_irqs[0]);
123. return -EBUSY;
124. }
125. return 0;
126. }
127. static int __init beep_init(void)
128. {
129. int ret;
130. ret=misc_register(&beep_misc);
131. if(ret <0)
132. {
133. printk("register miscdevice error code:%d\n",ret);
134. return ret;
135. }
136. printk("beep device create!\n");
137. GPBCON=(volatile unsigned long *)ioremap(0x56000010,12);
138. GPBDAT=GPBCON+1;
139. GPBUP=GPBCON+2;
140. beep_gpiob_init();
141. return 0;
142. }
143. static void __exit beep_exit(void)
144. {
145. iounmap(GPBCON);
146. misc_deregister(&beep_misc);
147. printk("beep device delete!\n");
148. }
149. MODULE_LICENSE("GPL");
150. MODULE_AUTHOR("kingdragonfly");
151. module_init(beep_init);
152. module_exit(beep_exit);

用户应用程序代码：

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1. #include <stdio.h>
2. #include <unistd.h>
3. #include <signal.h>
4. #include <fcntl.h>
5. void sig_handler(int sig)
6. {
7. if(sig == SIGIO)
8. {
9. printf("Receive io signal from kernel!\n");
10. }
11. }
12. int main(void)
13. {
14. int fd;
15. signal(SIGIO, sig_handler);
16. fd = open("/dev/mybeep",O_RDWR);
17. fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
18. fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | FASYNC);
19. printf("waiting key interrupt:\n");
20. while(1)
21. {
22. }
23. }

当内核里发生中断时在中断服务程序中发出SIGIO信号从而自动调用相应的回调函数，在回调函数中可以进行相应处理。

上面程序在mini2440开发板实现了按K1键，用户程序自动调用void sig_handler(int sig)功能