Linux 设备驱动--- 内核等待队列 --- wait_queue_head --- wait_event_interruptible --- 按键驱动程序优化

等待队列：

          在 Linux 驱动程序设计中，可以使用等待队列来实现进程的阻塞.

          等待队列可以看作保存进程的容器，在阻塞进程时，将进程放入等待队列；

          当唤醒进程时，从等待队列中取出进程.

等待队列的 定义 和 初始化 wait_queue_head_t    DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD  ：

          Linux 2.6 内核提供了如下关于等待队列的操作：

          1，定义等待队列.

                    wait_queue_head_t   my_queue

          2，初始化等待队列.

                    init_waitqueue_head ( &my_queue )

          3，定义并初始化等待队列.

                   DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD  ( my_queue )

等待队列的 睡眠  wait_event_interruptible ：

有条件睡眠：

              1，  wait_event ( queue , condition )

                    当 condition ( 一个布尔表达式 ) 为真，立即返回；否则让进程进入 TASK_UNINTERRUPTIBLE 模式

                    睡眠，并挂在 queue 参数所指定的等待队列上.

             2，  wait_event_interruptible ( queue , condition )

                    当 condition ( 一个布尔表达式 ) 为真，立即返回；否则让进程进入 TASK_INTERRUPTIBLE 模式

                    睡眠，并挂在 queue 参数所指定的等待队列上.

              3， int  wait_event_killable ( wait_queue_t  queue , condition )

                    当 condition ( 一个布尔表达式 ) 为真，立即返回；否则让进程进入 TASK_KILLABLE 模式

                    睡眠，并挂在 queue 参数所指定的等待队列上.

无条件睡眠：

                    ( 老版本，不建议使用 )

                    sleep_on  ( wait_queue_head_t  *q )

                    让进程进入 不可中断 的睡眠，并把它放入等待队列 q.

                    interruptible_sleep_on  ( wait_queue_head_t  *q )

                    让进程进入 可中断 的睡眠，并把它放入等待队列 q.

等待队列中唤醒进程 wake_up ：

                    wake_up ( wait_queue_t  *q )

                    从等待队列 q 中唤醒状态为 TASKUNINTERRUPTIBLE ，TASK_INTERRUPTIBLE ，TASK_KILLABLE

                    的所有进程.

                    wake_up_interruptible ( wait_queue_t  *q )

                    从等待队列 q 中唤醒状态为 TASK_INTERRUPTIBLE 的进程.

实例 --- 按键驱动程序 优化：

下面列出一个实例，方便理解和使用 等待队列：

比如我们在编写 按键驱动程序的时候，我们的 应用程序 采用 while(1) 一直去 read 按键值，这样的话 CPU 消耗占用过大；

所以，我们采用 等待队列 来优化按键驱动程序：

首先   定义并且初始化 等待队列：

在程序开头 定义并且初始化 等待队列  DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD ：

 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

并定义一个 static volatile 变量  ：

 static volatile int ev_press = 0;

然后 在 read 方法中 将等待队列睡眠：

在有按键按下的时候，读取按键值；

在 没有按键按下 的情况下将等待队列睡眠睡眠  wait_event_interruptible ：

 static int tq2440_irq_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)
 {
     unsigned long err;

     if (!ev_press)
     {
         if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
             return -EAGAIN;
         else
             wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
     }

     ev_press = 0;

     err = copy_to_user(buff, (const void *)key_values, min(sizeof(key_values), count));

     return err ? -EFAULT : min(sizeof(key_values), count);
 }

再在  中断服务程序中 唤醒等待队列：

在 中断服务程序中 唤醒等待队列  wake_up_interruptible ：

在 按键按下时，进入中断服务程序，在这时候 将等待队列唤醒：

 static irqreturn_t irq_interrupt(int irq, void *dev_id)
 {
     struct button_irq_desc *button_irqs = (struct button_irq_desc *)dev_id;
     int down;

     down = !s3c2410_gpio_getpin(button_irqs->pin);

     if (down != (key_values[button_irqs->number] & 1))
     {
         key_values[button_irqs->number] = '0' + down;
         ev_press = 1;
         wake_up_interruptible(&button_waitq);
     }

     return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
 }

通过 对 static volatile int ev_press 变量的值 判断，来确定 等待队列 是睡眠 还是马上读取键值 .

测试 --- 按键驱动程序：

1，insmod 驱动；

2，在后台运行 测试应用程序：

3，ps  命令查看 应用程序状态：

buttons  stat 状态为 sleep;

4，cat /proc/interrupts 命令 看中断有没有被申请：

看各个按键的中断有没有被申请  KEY1-4 ：

5，测试按键：