linux字符驱动之同步互斥按键驱动

uqHZau

上一节里，我们将在上一节的基础上修改驱动，将其修改为有异步通知功能的按键驱动，目标是，按下按键时，驱动主动去通知应用程序。是不是感觉驱动已经比较完善了，好像已经是完美无缺了？是不是这样呢？好像不是呢，有没有这么一种情况，多个进程想同时使用驱动的设备节点？在多线的环境下，分分钟可能会发生这种情况。

, i# n7 m! S& L" o7 V- J+ F% T' l上一节文章：linux字符驱动之异步通知按键驱动

: u( ?# b6 T* j( }, ?+ O, f; _在这一节里，我们在上一节的基础上，实现同一时刻只能有一个进程使用同一个设备，例如：只能有一个进程，在同一时刻里使用/dev/buttons这个设备。

问：如何实现同一时刻只能有一个进程使用某个设备？

答：使用linux互斥机制

" ^( o9 Y: l$ H: K7 e& k问：linux互斥机制有哪些？
. n  W( z8 f! C2 q. G& c
答：有很多种，如：原子变量、互斥锁、信号量、自旋锁、读写锁等等
/ u! ?) C/ Y& l/ |; V* \3 i* n
5 Y; S1 w+ V: Q! x' |9 r- @5 I; w问：在这一节里，我们使用什么互斥机制？

* q0 v2 r6 u3 B6 i; i5 @7 R答：原子变量/信号量，举二个例子来示范linux的互斥机制
% r0 z& w" V% T" @
问：如何使用原子变量的互斥机制？

答：先定义一个原子变量，然后再初始化它。具体如下：

3 U  T7 j  \8 @* ?. x/ D1 R4 x, B
/* 定义原子变量canopen并初始化为1 */
static>
问：与原子变量相关的函数有哪些？
" H+ m6 O7 r2 O答：原子操作指的是在执行过程中不会被别的代码路径所中断的操作，常用原子操作函数举例：


atomic_t>
8 f8 y2 i' p/ z. A问：原子变量相关的函数在此驱动里，在哪来会被调用？
) ?: g$ L, g4 s: r7 D. _答：既然是防止多个进程打开同一个设备，那自然是在open函数就调用，在close函数也会被调用，示例如下：
( O1 u& l" v: \8 I; q
( m! y" H  x# B) d7 M' h
0 K% n1 r/ K% R9 Y/ R8 C  ustatic>
' _- q$ p& B$ S
8 M7 J$ `6 n. a! ]
原子变量互斥方式应用测试程序源码：
/ s6 i1 s9 k# g/ n! b

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
% v5 R1 M( O  H5 M% f#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
; ~9 B6 N; d6 B#include <unistd.h>
/ [* M5 S* Q, H4 Z" ~* s#include <poll.h>
$ Y- I+ F4 L  a  V1 w! V$ @
! v* F+ m$ W; H/ a7 j& w/*>

原子变量互斥方式测试步骤：
4 v# ?- V0 a% X" ^9 y5 q4 i
[WJ2440]#>
, d! f: [3 r! l, h/ x
* }: T; k( c; t  b0 h% {
信号量互斥方式应用测试程序源码：
#include <stdio.h>
, F" ^* h7 y% J* X* v#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
2 G3 ^8 ]) X( j#include <fcntl.h>
. K$ ]. z/ i  `7 R/ H3 S1 w#include <unistd.h>        //sleep
, c" v4 v0 O% [0 l( K+ X1 x#include <poll.h>
#include <signal.h>
/ f( l* {# G8 {/ R#include <fcntl.h>
, |' w3 E8 e2 c: U
int>

信号量互斥方式测试步骤：

- z5 H7 P; a) H2 _[WJ2440]# ls
Qt             fifth_drv.ko   lib            sddisk         third_test
& P6 ~1 H, i" |3 w2 M, v/ JTQLedtest      fifth_test     linuxrc        second_drv.ko  tmp
0 _8 O! i; D6 O4 h7 R5 Bapp_test       first_drv.ko   mnt            second_test    udisk
3 o! K" a# X1 J1 s2 D2 ~& x2 vbin            first_test     opt            sixth_drv.ko   usr
- x9 u. j3 b" a' J' @( S- i9 Y# _2 [dev            fourth_drv.ko  proc           sixth_test     var
7 g! z  U0 Y& F4 z& N  E$ A4 D8 r- n: Q8 |driver_test    fourth_test    root           sys            web
etc            home           sbin           third_drv.ko
[WJ2440]# insmod sixth_drv.ko
[WJ2440]# lsmod              
sixth_drv 3472 0 - Live 0xbf000000
- ^" f) F( l# `1 v[WJ2440]# ls /dev/buttons -l
crw-rw----    1 root     root      252,   0 Jan  2 04:47 /dev/buttons
[WJ2440]# ./sixth_test &
5 w0 n2 M/ Z& f, K[WJ2440]# ./sixth_test &
, U" X, ~/ |% `& _4 o[WJ2440]# ps
  PID USER       VSZ STAT COMMAND
    1 root      2088 S    init
    2 root         0 SW<  [kthreadd]
4 L& ~8 Y# H% x0 W! j/ B* g) I    3 root         0 SW<  [ksoftirqd/0]
8 o- D  S% W" d" K    4 root         0 SW<  [events/0]
$ S2 t) \  F' Q- `    5 root         0 SW<  [khelper]
   11 root         0 SW<  [async/mgr]
  237 root         0 SW<  [kblockd/0]
+ j5 U. a5 L. z" b) S  247 root         0 SW<  [khubd]
  254 root         0 SW<  [kmmcd]
  278 root         0 SW   [pdflush]
; V0 O6 q( J  ^  V5 d  279 root         0 SW   [pdflush]
# A& t& L9 R# {) g. _$ V* H  280 root         0 SW<  [kswapd0]
  325 root         0 SW<  [aio/0]
  329 root         0 SW<  [nfsiod]
2 b- W1 G: B/ k7 y, T9 b  333 root         0 SW<  [crypto/0]
  443 root         0 SW<  [mtdblockd]
) O; I* q1 ?2 J1 S  557 root         0 SW<  [usbhid_resumer]
  573 root         0 SW<  [rpciod/0]
  587 root      1508 S    EmbedSky_wdg
' I9 O% z( v$ L4 X1 ]5 i/ u1 A  589 root      2092 S    -/bin/sh
  z9 L* u. e/ D  590 root      2088 S    /usr/sbin/telnetd -l /bin/login
" a6 f# \# d: o: z1 h  602 root      1428 S    ./sixth_test
) W! p9 N; K5 A8 W* V6 h, ?! M  603 root      1428 D    ./sixth_test
  604 root      2092 R    ps

) e$ I9 h5 x. ]( C由上面的测试结果可知：当多次执行./sixth_test &时，可发现进程602的状态为S即睡眠状态，而进程603的状态为D即僵死状态，只有当我们杀死602进程时，603的状态才能变为S正常状态，这也就达到了互斥的目的。
1 Y- G$ z" J; R0 _; t6 ~5 P% W
6 |, j- A9 s: ^3 b% J7 N

0 X4 y8 [$ F& ]1 A# A% _  b, @

# U' c+ \& i( ?5 s1 A

yin123

linux字符驱动之同步互斥按键驱动