Linux驱动之等待队列
等待队列用于使进程等待某一特定的事件发生而无需频繁的轮询，在不需要执行任务的时候，我们就让任务进程休眠，直到条件改变时，我们再唤醒他，执行完毕后继续让它睡眠。
例如，我们编写一个按键驱动，当按键按下，内核需要向用户上报数据。但用户又不知道按键什么时候按键，总不能什么都不干，一直轮询读取设备文件吧。这时候就需要使用等待队列，当按键事件没有发生时，就睡眠，一旦按键被按下了，就把进程唤醒向用户上报数据。
使用等待队列需要的头文件：
#include
#include
在Linux中，等待队列以循环链表为基础结构，用了两个数据结构来描述一个等待队列：wait_queue_head_t 和 wait_queue_t。
//队列头部
struct __wait_queue_head {
spinlock_t lock;
struct list_head task_list;
};
//队列成员
struct __wait_queue {
unsigned int flags;
void *private;
wait_queue_func_t func;
struct list_head task_list;
};初始化等待队列。
//动态初始化
wait_queue_head_t wqh;
init_waitqueue_head(&wqh);
//静态初始化
DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(wqh);
等待事件：
wait_event(wq_head, condition) wait_event_timeout(wq_head, condition, timeout) wait_event_interruptible(wq_head, condition) wait_event_interruptible_timeout(wq_head, condition, timeout)以上宏是以wait_event()为原型，加以特殊条件改造。wait_even()t可用于实现简单的进程休眠，等待直至某个条件成立被唤醒。使用wait_event() ，进程将被置于非中断休眠，而使用wait_event_interruptible()时，进程可以被信号中断wait_event_timeout和wait_event_interruptible_timeout会使进程只等待限定的时间（以jiffies表示，给定时间到期时，宏均会返回0，而无论 condition 为何值）。
唤醒队列：
wake_up(&wq_head) wake_up_interruptible(&wq_head) wake_up_interruptible_nr(&wq_head, nr) wake_up_interruptible_all(&wq_head)wake_up()可以用来唤醒等待队列上的所有进程，而wake_up_interruptible()只会唤醒那些执行可中断休眠的进程。因此约定，wait_event()和wake_up()搭配使用，而wait_event_interruptible()和wake_up_interruptible()搭配使用。
这样就可以使用一个简单的等待队列，来实现前面所说的按键驱动了。
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struct btn_dest{
int gpio;//gpio端口号
char *name;//名称
char code;//键值(代表哪个按键)
};
//定义btn的硬件信息
struct btn_dest btn_info[] = {
[0] = {
.gpio = PAD_GPIO_A+28,
.name = "K2",
.code = 0x50,
},
[1] = {
.gpio = PAD_GPIO_B+9,
.name = "K6",
.code = 0x60,
},
[2] = {
.gpio = PAD_GPIO_B+30,
.name = "K3",
.code = 0x70,
},
[3] = {
.gpio = PAD_GPIO_B+31,
.name = "K4",
.code = 0x80,
}
};
//内核定时器
struct timer_list btn_timer;
//声明等待队列头
wait_queue_head_t wqh;
//代表键值和状态
char key = 0;
//按键事件发生标志
int flag = 0;//默认没有发生0-没有 1-发生
/*
inode是文件的节点结构，用来存储文件静态信息
文件创建时，内核中就会有一个inode结构
file结构记录的是文件打开的信息
文件被打开时内核就会创建一个file结构
*/
int btn_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("enter btn_open!\n");
return 0;
}
ssize_t btn_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
if(size!=1)
return -EINVAL;
//阻塞等待按键事件
if(wait_event_interruptible(wqh, flag==1))
return -EINTR;//被信号打断
//上报键值和状态
if(copy_to_user(buf, &key, size))
return -EFAULT;
//上报完数据flag清0
flag = 0;
return size;
}
int btn_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("enter btn_release!\n");
return 0;
}
//声明操作函数集合
struct file_operations btn_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = btn_open,
.read = btn_read,
.release = btn_release,//对应用户close接口
};
//分配初始化miscdevice
struct miscdevice btn_dev = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,//系统分配次设备号
.name = "btn",//设备文件名
.fops = &btn_fops,//操作函数集合
};
//超时处理函数--- 真实按键事件
void btn_timer_function(unsigned long data)
{
struct btn_dest *pdata = (struct btn_dest *)data;//引脚数据
//区分按下松开
//设置键值和状态
key = pdata->code|gpio_get_value(pdata->gpio);
flag = 1;
//唤醒睡眠的进程
wake_up_interruptible(&wqh);
}
//中断处理函数
irqreturn_t btn_handler(int irq, void *dev_id)
{
//设置超时处理函数的参数
btn_timer.data = (unsigned long)dev_id;
//重置定时器10ms超时，用作按键消抖
mod_timer(&btn_timer, jiffies+msecs_to_jiffies(10));
return IRQ_HANDLED;//处理成功
}
//加载函数
int btn_init(void)
{
int ret,i,j;
//注册miscdevice
ret = misc_register(&btn_dev);
if(ret<0){
printk("misc_register failed!\n");
goto failure_misc_register;
}
//申请中断
for(i=0;i 应用测试程序。
#include
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int main()
{
int ret;
char key = 0;
int fd = open("/dev/btn",O_RDWR);
if(fd==-1){
perror("open");
exit(-1);
}
printf("open successed!fd = %d\n",fd);
while(1){
ret = read(fd,&key,sizeof(key));
if(ret<0){
perror("read");
break;
}
printf("key = %#x\n",key);
}
close(fd);
return 0;
} 最后，这只是等待队列的简单应用，实际应用中，不可能队列中就一个事件被阻塞。而且等待队列还有许多的函数可以调用，像添加队列成员和删除队列成员等等。以后有时间把等待队列的核心弄清楚了在做补充。
可以看看这篇博客（等待队列），比较详细的介绍了等待队列。好了，有什么疑问和建议欢迎在评论区中提出来喔。