驱动开发，IO模型，信号驱动IO实现过程

1.信号驱动IO框架图

分析：

信号驱动IO是一种异步IO方式。linux预留了一个信号SIGIO用于进行信号驱动IO。进程主程序注册一个SIGIO信号的信号处理函数，当硬件数据准备就绪后会发起一个硬件中断，在中断的处理函数中向当前进程发送一个SIGIO信号。进程收到SIGIO信号后执行信号处理函数，在信号处理函数中将数据读走即可。

应用层：1.打开设备文件，2注册SIGIO信号处理函数，3回调驱动中的fasync方法，4设置fd对应的驱动程序发送SIGIO信号只发送给当前进程

驱动层：完成异步对象的空间分配和初始化

硬件层：中断处理函数：发送SIGIO信号（用到异步对象的二级指针）

2.实现代码

---pro1.c---应用程序（信号驱动IO）

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>char buf[128] = {0};
int fd;void sigio_handler(int sig)
{read(fd, buf, sizeof(buf));printf("buf:%s\n", buf);
}int main(int argc, const char *argv[])
{// 1打开设备文件fd = open("/dev/mmyled0", O_RDWR);if (fd < 0){printf("自定义事件文件失败\n");exit(-1);}// 2注册SIGIO信号的处理函数signal(SIGIO, sigio_handler);// 3回调驱动中的fasync方法，完成发送信号之前的准备工作int flags = fcntl(fd,F_GETFL);  //获取文件描述符属性fcntl(fd,F_SETFL,flags|FASYNC);  //添加FASYNC属性就可以回调fasync操作方法// 4驱动发送信号只发送给当前进程fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());while(1){printf("...等待信号驱动IO事件...\n");sleep(1);}close(fd);return 0;
}

---pro2.c---应用程序（模拟模拟硬件数据到达）

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc, const char *argv[])
{char buf[128] = "hello world";int fd = open("/dev/mmyled0", O_RDWR);if (fd < 0){printf("打开设备文件失败\n");exit(-1);}write(fd, buf, sizeof(buf));close(fd);return 0;
}

---driceio.c---驱动程序

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/wait.h>
#include<linux/poll.h>char kbuf[128] = {0};
unsigned int major;
struct class *cls;
struct device *dev;
struct fasync_struct *fp;  //定义一个异步对象指针// 封装操作方法
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}ssize_t mycdev_read(struct file *file, char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{int ret;ret = copy_to_user(ubuf, kbuf, size);if (ret){printk("copy_to_ user err\n");return -EIO;}return 0;
}
ssize_t mycdev_write(struct file *file, const char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{int ret;// 从用户拷贝数据，模拟硬件数据ret = copy_from_user(kbuf, ubuf, size);if (ret){printk("copy_from_user err\n");return -EIO;}//内核模块发送信号kill_fasync(&fp,SIGIO,POLL_IN);return 0;
}
int mycdev_fasync(int fd,struct file *file,int on)  //异步操作方法
{//完成发送信号之前的准备工作//异步对象空间的分配语言初始化fasync_helper(fd,file,on,&fp);return 0;
}
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}struct file_operations fops = {.open = mycdev_open,.read = mycdev_read,.fasync = mycdev_fasync,.write = mycdev_write,.release = mycdev_close,
};// 入口函数
static int __init mycdev_init(void)
{major = register_chrdev(0, "myled", &fops);if (major < 0){printk("字符设备驱动注册失败\n");return major;}printk("字符设备驱动注册成功:major=%d\n", major);// 向上提交目录cls = class_create(THIS_MODULE, "MYLED");if (IS_ERR(cls)){printk("向上提交目录失败\n");return -PTR_ERR(cls);}printk("向上提交目录成功\n");// 向上提交设备节点信息int i;for (i = 0; i < 3; i++){dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "mmyled%d", i);if (IS_ERR(dev)){printk("向上提交设备节点信息失败\n");return -PTR_ERR(dev);}}printk("向上提交设备节点信息成功\n");return 0;
}// 出口函数
static void __exit mycdev_exit(void)
{// 销毁设备节点信息int i;for (i = 0; i < 3; i++){device_destroy(cls, MKDEV(major, i));}// 销毁目录信息class_destroy(cls);// 字符设备驱动注销unregister_chrdev(major, "myled");
}// 声明
// 入口函数地址
module_init(mycdev_init);
// 出口函数地址
module_exit(mycdev_exit);
// 遵循的GPL协议
MODULE_LICENSE("GPL");