linux 多个异步通知,linux下使用异步通知

爱被打了一巴掌 2023-01-21 15:22 17阅读 0赞

阻塞式I/O是一直等待直到设备可以访问，非阻塞式I/O是定期轮询设备是否可以访问。

异步通知则是当设备可以访问时才主动通知应用程序，有点像设备的硬中断。

并不是所有的设备都支持异步通知，应用程序通常假设只有套接字和终端才有异步通知的能力。

异步通知存在一个问题，当进程收到SIGIO信号时，它并不知道是哪个文件有了新的输入，如果

有多于一个的文件可以异步通知同一个进程，那么应用进程还需要借助于poll或select来确定输入

的来源。

应用层

fcntl - manipulate file descriptor

fcntl(fd, F\_SETFL, flags | O\_ASYNC);

效果：

If you set the O\_ASYNC status flag on a file descriptor by using the F\_SETFL command of fcntl(),

a SIGIO signal is sent whenever input or output becomes possible on that file descriptor.

例子

\#include \#include \#include \#include \#include \#define MAX\_LEN 100

void my\_handler(int signum)

char data\[MAX\_LEN\];

int len;

len = read(STDIN\_FILENO, &data, MAX\_LEN);

data\[len\] = 0;

printf("Input message: %s

", data);

exit(0);

int main(void)

int oflags;

/\* set new SIGIO handler \*/

signal(SIGIO, my\_handler);

/\* set fd's owner process \*/

fcntl(STDIN\_FILENO, F\_SETOWN, getpid());

/\* get old fd flags \*/

oflags = fcntl(STDIN\_FILENO, F\_GETFL);

/\* set new fd flags \*/

fcntl(STDIN\_FILENO, F\_SETFL, oflags | O\_ASYNC);

/\* infinitely wait until recv SIGIO \*/

while(1);

return 0;

为了能处理设备发出的SIGIO信号，用户程序需要做：

1. 设置设备文件的拥有者为本进程，这样一来才能收到设备驱动发出的SIGIO信号。

2. 使设备文件支持异步通知，即设置O\_ASYNC标志。

3. 通过signal()指定SIGIO的处理函数。

设备驱动

struct fasync\_struct \{

spinlock\_t fa\_lock;

int magic;

int fa\_fd; /\* 文件描述符 \*/

struct fasync\_struct \*fa\_next; /\* 用于链入单向链表 \*/

struct file \*fa\_file; /\* fa\_file->f\_owner记录接收信号的进程 \*/

struct rcu\_head fa\_rcu;

\};

(1) 设备的异步通知链

struct xxx\_dev \{

struct cdev cdev;

...

struct fasync\_struct \*async\_queue; /\* 异步通知链 \*/

\};

(2) 插入到异步通知链

static int xxx\_fasync(int fd, struct file \*filp, int on)

struct xxx\_dev \*dev = filp->private\_data;

return fasync\_helper(fd, filp, on, &dev->async\_queue);

(3) 发送信号通知进程

设备使用kill\_fasync()来发送信号给用户进程，一般sig为SIGIO，可读时band为POLL\_IN，

可写时band为POLL\_OUT。

static ssize\_t xxx\_write(struct file \*filp, const char \_\_user \*buf, size\_t count, loff\_t \*f\_ops)

struct xxx\_dev \*dev = filp->private\_data;

...

if (dev->async\_queue) \{

kill\_fasync(&dev->async\_queue, SIGIO, POLL\_IN);

...

(4) 从异步通知链中删除

在关闭文件时，需要把对应的异步通知结构从链表中删除。

static xxx\_release(struct inode \*inode, struct file \*filp)

struct xxx\_dev \*dev = filp->private\_data;

...

fasync\_helper(-1, filp, 0, &dev->async\_queue);

...

内核API

异步通知结构体的插入和删除，失败返回负值，没有变化返回0，有变化返回正值。

/\* fasync\_helper() is used by almost all character device drivers to set up the

\* fasync queue, and for regular files by the file lease code. It returns negative

\* on error, 0 if it did no changes and positive if it added/deleted the entry.

\*/

int fasync\_helper(int fd, struct file \*filp, int on, struct fasync\_struct \*\*fapp)

if (!on) /\* 删除 \*/

return fasync\_remove\_entry(filp, fapp);

return fasync\_add\_entry(fd, filp, fapp); /\* 插入 \*/

发送信号，通知用户进程，sig一般设为SIGIO，可读时band为POLL\_IN，可写时band为POLL\_OUT。

void kill\_fasync(struct fasync\_struct \*\*fp, int sig, int band)

/\* First a quick test without locking: usually the list is empty. \*/

if (\*fp) \{

rcu\_read\_lock();

kill\_fasync\_rcu(rcu\_dereference(\*fp), sig, band);

rcu\_read\_unlock();

Reference

\[1\]. http://www.cnblogs.com/hanyan225/archive/2010/10/20/1857040.html

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