Linuxドライバ技術徹底解説(4)_非同期通知技術の実装原理と関連技術

Linux ドライバーを作成するプロセスにおいて、非同期通知テクノロジは非常に重要なテクノロジです。効率的なイベント処理とデータ送信を実現し、システムのパフォーマンスと応答速度を向上させます。今回は、Linuxドライバ技術(4)_非同期通知技術の実装原理と関連技術について掘り下げていきます。

非同期通知の正式名は「シグナル駆動型非同期 IO」です。「シグナル」メソッドを使用すると、取得される予定のリソースが利用可能になると、ドライバーは「シグナル」に対応して、指定されたアプリケーションにアクティブに通知します。ここではアプリケーション層の信号「SIGIO」を使用します。手順は

1. アプリケーション層プログラムは、デバイス ファイルから SIGIO 信号を受信するプロセスとして自身を登録します。
2. ドライバーは、このデバイス ドライバーから SIGIO 信号を受信するように登録されているすべてのアプリケーションに SIGIO 信号を送信できるように、対応するインターフェイスを実装します。
3. ドライバーは適切な場所で送信関数を呼び出し、アプリケーションは SIGIO 信号を受信できます。

メカニズム全体の枠組み:

#「」

”

アプリケーション層は SIGIO を受け取ります

他の信号と同様に、アプリケーション層は信号処理関数を登録する必要があります。

登録方法は引き続き
signal() または sigaction() を使用します。

さらに、アプリケーション層もドライバーの通知リストにそれ自体を追加する必要があります。追加するコードは次のとおりです

リーリー

上記の作業が完了したら、アプリケーション層プログラムは

SIGIO の到着を待つことができます。

ドライバーは SIGIO を送信します

アプリケーション層の登録後、最終的な送信はデバイスドライバーの処理方式に依存します デバイスに非同期通知機構をサポートさせるために、アプリケーション層のインターフェースを参照して、ドライバーは 3 つのタスクを実行します。

1. F_SETOWN コマンドをサポートします。このコマンドでは、filp​​->f_owner を対応するプロセスの ID に設定できます。カーネルのこの部分はすでに完了しています
2. F_SETFL をサポートします。FASYNC フラグが変更されるたびに、ドライバー内の **fasync() が実行されるため、ドライバーに fasync() を実装する必要があります。 **。
デバイス リソースが利用可能になったら、
3. kill_fasync() 経由で SIGIO を送信します。

上記の 3 つの関数をカーネルに実装するには、ドライバーは

1 構造体と 2 つの API を使用する必要があります。構造体は struct fasync_struct、関数はfasync_helper()とkill_fasync()です リーリー

fasync_helper() は、fasync_struct オブジェクトをカーネルに登録するために使用されます。アプリケーション層が **fcntl(dev_fd, F_SETFL, oflags|FASYNC) コールバックを実行するときに使用されます。 -driven fops.fasync() なので、通常、fasync_helper() は fasync()** の実装に配置されます。 リーリー

次の API は、SIGIO をリリースし、さまざまなニーズに応じてさまざまな場所に配置します。

リーリー

ドライバー テンプレート

次のドライバー テンプレートは、ハードウェア割り込みが到着したときにアプリケーション層に信号を送信するように設計されています (リソースが利用可能です)。実際の操作では、リソースが利用可能な状況が数多くあります。

static struct fasync_struct *fasync = NULL;

static irqreturn_t handler(int irq, void *dev)
{
    kill_fasync(&fasync, SIGIO, POLLIN);
    return IRQ_HANDLED;
}
static int demo_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
{
    return fasync_helper(fd, filp, mode, &fasync);
}
struct file_operations fops = {
    ...
    .fasync = demo_fasync,
    ...
}
static int __init demo_init(void)
{
    ...
    request_irq(irq, handler, IRQF_TRIGGER_RISING, "demo", NULL);
    ...
}

总之，异步通知技术是Linux驱动程序编写过程中不可或缺的一部分。它可以实现高效的事件处理和数据传输，提高系统的性能和响应速度。希望本文能够帮助读者更好地理解Linux驱动技术(四) _异步通知技术的实现原理和相关技术。

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