linux信号驱动IO（高级字符设备四）
一、linux信号驱动IO介绍
信号驱动 IO 不需要应用程序查询设备的状态，一旦设备准备就绪，会触发SIGIO信号，进而调用注册的处理函数。
1.1、linux信号驱动IO应用层
如果要实现信号驱动 IO，需要应用程序和驱动程序配合，应用程序使用信号驱动IO的步骤有三步：
步骤 1 ：注册信号处理函数 应用程序使用 signal 函数来注册SIGIO 信号的信号处理函数。
步骤 2： 设置能够接收这个信号的进程
步骤 3： 开启信号驱动 IO 通常使用 fcntl 函数的 F_SETFL 命令打开FASYNC 标志。
fcntl 函数如下所示：
函数原型：
int fcntl(int fd,int cmd, …)
函数功能：
fcntl 函数可以用来操作文件描述符
函数参数:
fd: 被操作的文件描述符
cmd: 操作文件描述符的命令，cmd 参数决定了要如何操作文件描述符fd
…: 根据 cmd 的参数来决定是不是需要使用第三个参数
操作文件描述符的命令如下表
| 命令名 | 描述 |
|---|---|
| F_DUPFD | 复制文件描述符 |
| F_GETFD | 获取文件描述符标志 |
| F_SETFD | 设置文件描述符标志 |
| F_GETFL | 获取文件状态标志 |
| F_SETFL | 设置文件状态标志 |
| F_GETLK | 获取文件锁 |
| F_SETLK | 设置文件锁 |
| F_SETLKW | 类似 F_SETLK，但等待返回 |
| F_GETOWN | 获取当前接收 SIGIO 和SIGURG 信号的进程ID和进程组 ID |
| F_SETOWN | 设置当前接收 SIGIO 和SIGURG 信号的进程ID和进程组 ID |
1.2、linux信号驱动IO驱动层
当应用程序开启信号驱动 IO 时，会触发驱动中的 fasync 函数。所以首先在file_operations结构体中实现 fasync 函数，函数原型如下：
int (*fasync) (int fd,struct file *filp,int on)
在驱动中的 fasync 函数调用 fasync_helper 函数来操作 fasync_struct 结构体，fasync_helper函数原型如下：
int fasync_helper(int fd,struct file *filp,int on,struct fasync_struct **fapp)
当设备准备好的时候，驱动程序需要调用 kill_fasync 函数通知应用程序，此时应用程序的SIGIO 信号处理函数就会被执行。kill_fasync 负责发送指定的信号，函数原型如下：
void kill_fasync(struct fasync_struct **fp,int sig,int band)
函数参数：
fp: 要操作的 fasync_struct
sig: 发送的信号
band: 可读的时候设置成 POLLIN ，可写的时候设置成POLLOUT
二、代码示例
2.1、应用层程序
#include 2.2、驱动层程序
#include 2.3、linux信号驱动IO使用API要点
应用层
signal(SIGIO,func); //步骤一：使用signal函数注册SIGIO信号的信号处理函数
//步骤二：设置能接收这个信号的进程
//fcntl函数用来操作文件描述符，
//F_SETOWN 设置当前接收的SIGIO的进程ID
fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());
flags = fcntl(fd,F_GETFD); //获取文件描述符标志
//步骤三 开启信号驱动IO 使用fcntl函数的F_SETFL命令打开FASYNC标志
fcntl(fd,F_SETFL,flags| FASYNC);
驱动层
kill_fasync(&test_dev->fasync,SIGIO,POLLIN);
static int cdev_test_fasync (int fd, struct file *file, int on)
{
struct device_test *test_dev=(struct device_test *)file->private_data; //设置私有数据
return fasync_helper(fd,file,on,&test_dev->fasync);
}