驱动之路#24:Linux 设备4种读写模型

本合集分享的是，我当初学习Linux驱动的来时路——《《驱动之路》开篇：自序&前言》。

#include<stdio.h>#include<fcntl.h>#include<unistd.h>intmain(){    int fd = open("/dev/key", O_RDWR);    if (fd < 0) { perror("open"); return -1; }    int key_state;    while (1) {        read(fd, &key_state, sizeof(key_state)); // 主动查询        if (key_state == 1) {             printf("按键按下！\n");            break;        }        usleep(100000); // 100ms查一次，仍占CPU    }    close(fd);    return 0;}

驱动层（关键逻辑）#include<linux/wait.h>#include<linux/sched.h>static wait_queue_head_t key_waitq; // 等待队列static int key_pressed = 0; // 设备就绪标记// 读操作：未就绪则休眠staticssize_tkey_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos){    wait_event_interruptible(key_waitq, key_pressed); // 休眠    copy_to_user(buf, &key_pressed, sizeof(key_pressed));    key_pressed = 0;    return sizeof(key_pressed);}// 中断服务函数：设备就绪时唤醒irqreturn_tkey_isr(int irq, void *dev_id){    key_pressed = 1;    wake_up_interruptible(&key_waitq); // 唤醒进程    return IRQ_HANDLED;}应用层（极简）intmain(){    int fd = open("/dev/key", O_RDWR);    int key_state;    read(fd, &key_state, sizeof(key_state)); // 阻塞等待    printf("按键按下！\n");    close(fd);    return 0;}

驱动层（poll 函数实现）#include<linux/poll.h>staticunsignedintkey_poll(struct file *filp, struct poll_table_struct *wait){    unsigned int mask = 0;    poll_wait(filp, &key_waitq, wait); // 加入等待队列    if (key_pressed) {        mask |= POLLIN | POLLRDNORM; // 标记可读就绪    }    return mask;}// 驱动操作集绑定static const struct file_operations key_fops = {    .owner = THIS_MODULE,    .read = key_read,    .poll = key_poll, // 关键：绑定poll函数};应用层（监控按键 + 超时）#include<poll.h>intmain(){    int fd = open("/dev/key", O_RDWR | O_NONBLOCK);    struct pollfd fds[1] = {{fd, POLLIN, 0}}; // 关注可读事件    while (1) {        int ret = poll(fds, 1, 1000); // 等待1秒        if (ret > 0 && (fds[0].revents & POLLIN)) {            int key_state;            read(fd, &key_state, sizeof(key_state));            printf("按键按下！\n");            break;        } else if (ret == 0) {            printf("等待超时...\n");        }    }    close(fd);    return 0;}

驱动层（异步通知实现）#include<linux/fasync.h>static struct fasync_struct *key_async;// 异步通知初始化staticintkey_fasync(int fd, struct file *filp, int mode){    return fasync_helper(fd, filp, mode, &key_async);}// 中断服务函数：发送信号irqreturn_tkey_isr(int irq, void *dev_id){    if (key_async) {        kill_fasync(&key_async, SIGIO, POLL_IN); // 发送SIGIO信号    }    return IRQ_HANDLED;}应用层（信号处理）#include<signal.h>voidsigio_handler(int signum){ // 信号处理函数    int fd = open("/dev/key", O_RDWR);    int key_state;    read(fd, &key_state, sizeof(key_state));    printf("异步通知：按键按下！\n");    close(fd);}intmain(){    int fd = open("/dev/key", O_RDWR);    fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); // 设置信号接收进程    int flags = fcntl(fd, F_GETFL);    fcntl(fd, F_SETFL, flags | FASYNC); // 启用异步通知    signal(SIGIO, sigio_handler); // 注册信号处理函数    // 主线程可自由执行其他逻辑    while (1) {        printf("主线程运行中...\n");        sleep(1);    }    close(fd);    return 0;}

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