linux字符驱动之同步互斥按键驱动

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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。

4 P7 Q* ~& g( o2 M上一节文章：linux字符驱动之异步通知按键驱动
. p* A$ y" l: @# P
$ `* Q  _& I$ k+ p3 u/ J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？

7 c6 I' Q# `* z/ Q答：使用linux互斥机制
  v9 Y6 r' T5 g2 J: ^  C- o# F3 S
9 X5 k* W! {, C. _! P* T7 U' U* y8 K问：linux互斥机制有哪些？
6 f% X( s! H* c9 y+ D0 I
答：有很多种，如：原子变量、互斥锁、信号量、自旋锁、读写锁等等

- a( y( Y2 b; c4 G% {7 F$ U问：在这一节里，我们使用什么互斥机制？

) R/ @1 k2 K. v) T. c答：原子变量/信号量，举二个例子来示范linux的互斥机制
9 ]( S# F( B9 W# o- E
问：如何使用原子变量的互斥机制？

4 O% \" i$ y# q% _) G4 L7 g% O* _& }* ]% `答：先定义一个原子变量，然后再初始化它。具体如下：


/* 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？
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：
' j+ B* a* H/ W! e! l1 X
+ ^, V. p4 ]9 D2 e4 l6 L8 _
atomic_t>
问：原子变量相关的函数在此驱动里，在哪来会被调用？
8 m* X) Q  }, U/ a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：

0 o9 W9 i: ?" v5 C  M% J0 ^
' e6 I* d6 `3 z- n* e2 F3 C& l/ Rstatic>


原子变量互斥方式应用测试程序源码：
' `" `9 W0 f& ~0 t& Q

/ A+ p! W1 C$ U( v' H0 _! d( ^#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
8 F2 W& {" \2 S( B  v#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
9 R8 Z: u3 b7 e#include <unistd.h>
, a$ ]; [  B% j; W& e4 e+ L9 n#include <poll.h>

* k2 u* b3 H' R0 `* G: z+ t/*>
4 u( y0 p2 |! P; u) J8 \& I4 ]
% d; p; I1 f, }) X( r/ P% m$ |原子变量互斥方式测试步骤：

[WJ2440]#>

5 u$ i" ~4 E9 \' k+ @) ]* S
信号量互斥方式应用测试程序源码：
#include <stdio.h>
2 t) P! J7 T: F' D#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>        //sleep
#include <poll.h>
#include <signal.h>
# T! N# J3 m" Q! B#include <fcntl.h>

int>
. H" O( h' u' K' a0 u' p7 T
信号量互斥方式测试步骤：

. L, @) v9 v/ U( O+ S[WJ2440]# ls
Qt             fifth_drv.ko   lib            sddisk         third_test
TQLedtest      fifth_test     linuxrc        second_drv.ko  tmp
app_test       first_drv.ko   mnt            second_test    udisk
bin            first_test     opt            sixth_drv.ko   usr
dev            fourth_drv.ko  proc           sixth_test     var
driver_test    fourth_test    root           sys            web
etc            home           sbin           third_drv.ko
[WJ2440]# insmod sixth_drv.ko
$ C0 x+ G& E5 R/ i8 h- U$ k[WJ2440]# lsmod              
$ A! `! [$ `( X- f" h4 \sixth_drv 3472 0 - Live 0xbf000000
[WJ2440]# ls /dev/buttons -l
/ j9 d" B3 _3 a9 ^) Kcrw-rw----    1 root     root      252,   0 Jan  2 04:47 /dev/buttons
( O: H) u; `+ Z* K; g[WJ2440]# ./sixth_test &
[WJ2440]# ./sixth_test &
[WJ2440]# ps
  PID USER       VSZ STAT COMMAND
1 R; b- T1 c) ^+ e% j/ M1 _  x5 E    1 root      2088 S    init
    2 root         0 SW<  [kthreadd]
    3 root         0 SW<  [ksoftirqd/0]
0 G% R+ {- @0 a4 y, A5 I    4 root         0 SW<  [events/0]
% x, B* z  R  @. Y, [+ u    5 root         0 SW<  [khelper]
0 I7 U6 o: T* f. E1 z0 l/ c: }; p' x   11 root         0 SW<  [async/mgr]
+ V% b# {; \6 p' r: @  237 root         0 SW<  [kblockd/0]
  247 root         0 SW<  [khubd]
& F# j" ~7 d* J/ B  254 root         0 SW<  [kmmcd]
& L+ F) R/ o! G6 n: c- l  278 root         0 SW   [pdflush]
  279 root         0 SW   [pdflush]
  280 root         0 SW<  [kswapd0]
/ m. C& V) P  D3 }9 s8 q  325 root         0 SW<  [aio/0]
  329 root         0 SW<  [nfsiod]
  333 root         0 SW<  [crypto/0]
0 s; H8 p  {7 Z5 J# O  443 root         0 SW<  [mtdblockd]
  557 root         0 SW<  [usbhid_resumer]
  573 root         0 SW<  [rpciod/0]
3 L5 k6 @$ e: h' Z" M, ?  587 root      1508 S    EmbedSky_wdg
1 s+ }6 s8 W6 H  589 root      2092 S    -/bin/sh
5 p) m/ e+ n" I8 i& z1 r1 Y  590 root      2088 S    /usr/sbin/telnetd -l /bin/login
( R. y- U! a7 M6 e5 e4 `* ^  E  602 root      1428 S    ./sixth_test
; u9 g9 {! n. p) i! s( u: x  603 root      1428 D    ./sixth_test
- O. \; L3 ^  `3 S  604 root      2092 R    ps
" M/ `# ]  j% ]
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。
* j. T. I# {$ G

/ \! c! G+ ?' A' o' r
0 L1 s5 t* u. y- |0 N/ W% t
. n9 m+ o/ g' y
7 z: G" p& b  }6 c) O: e

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