lv14 IO模型:阻塞和非阻塞 7

news2024/11/15 17:50:34

1 五种IO模型------读写外设数据的方式

阻塞: 不能操作就睡觉

非阻塞:不能操作就返回错误(通过轮询即才能实现阻塞的情况 )

多路复用:委托中介监控

信号驱动:让内核如果能操作时发信号,在信号处理函数中操作

异步IO:向内核注册操作请求,内核完成操作后发通知信号

2 阻塞与非阻塞

应用层:

open时由O_NONBLOCK指示read、write时是否阻塞

open以后可以由fcntl函数来改变是否阻塞:

flags = fcntl(fd,F_GETFL,0);  //获取当前设备中标志位
flags |= O_NONBLOCK;          //增加不阻塞标志位
fcntl(fd, F_SETFL, flags);    //设置当前标志位到设备中

驱动层:通过等待队列

wait_queue_head_t //等待队列头数据类型
​
init_waitqueue_head(wait_queue_head_t *pwq) //初始化等待队列头
    
wait_event_interruptible(wq,condition)
/*
功能:条件不成立则让任务进入浅度睡眠,直到条件成立醒来
    wq:等待队列头
    condition:C语言表达式
返回:正常唤醒返回0,信号唤醒返回非0(此时读写操作函数应返回-ERESTARTSYS)
*/
        
wait_event(wq,condition) //深度睡眠
​
wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *pwq)
        
wake_up(wait_queue_head_t *pwq)
    
    
/*
1. 读、写用不同的等待队列头rq、wq
2. 无数据可读、可写时调用wait_event_interruptible(rq、wq,条件)
3. 写入数据成功时唤醒rq,读出数据成功唤醒wq
*/
​

2.1 示例

mychar.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>

#include "mychar.h"

#define BUF_LEN 100

#define MYCHAR_DEV_CNT 3

int major = 11;
int minor = 0;
int mychar_num  = MYCHAR_DEV_CNT;

//新建结构体类型
struct mychar_dev
{
	struct cdev mydev;
	char mydef_buf[BUF_LEN];  //相当于结构体的私有变量
	int curlen;          //相当于结构体的私有变量
	wait_queue_head_t rq; //等待读队列
	wait_queue_head_t wq; //等待写队列

};

struct mychar_dev gmydev;

int mychar_open(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	//利用private_data私有变量来指向全局变量结构体地址
	pfile->private_data = (void*)(container_of(pnode->i_cdev,struct mychar_dev,mydev));
    printk("mychar_open is called\n");
    return 0;
}

int mychar_close(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
    printk("mychar_close is called\n");
    return 0;
}


ssize_t mychar_read(struct file *filp, char __user *pbuf, size_t count, loff_t *ppos)
{
	int ret = 0;
	int size = 0;
	//获取全家变量结构体地址
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)filp->private_data;

	if(pmydev->curlen <= 0)
	{
		if(filp->f_flags & O_NONBLOCK)
		{//非阻塞
			printk("O_NONBLOCK No Data Read\n");
			return -1;
		}
		else
		{//阻塞
			ret = wait_event_interruptible(pmydev->rq,pmydev->curlen > 0);
			if(ret)
			{
				printk("Wake up by signal\n");
				return -ERESTARTSYS;
			}
		}
	}

 	if(count > pmydev->curlen)
	{
		size = pmydev->curlen;
	}
	else
	{
		size = count;
	}

	//将内核空间中的数据复制到用户空间
	ret = copy_to_user(pbuf,pmydev->mydef_buf,size);
	if(ret)
	{
	
		printk("copy_to_user failed\n");
		return -1;
	}
	//读完之后把后面的内容再拷贝过来,同时更新curlen
	memcpy(pmydev->mydef_buf,pmydev->mydef_buf+size,pmydev->curlen - size);
	pmydev->curlen = pmydev->curlen - size;

	wake_up_interruptible(&pmydev->wq);

	return size;

}

ssize_t mychar_write (struct file *filp, const char __user *pbuf, size_t count, loff_t *ppos)
{

	int size = 0;
	int ret  = 0;
	//获取全家变量结构体地址
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)filp->private_data;

	if(pmydev->curlen >= BUF_LEN)
	{
		if(filp->f_flags & O_NONBLOCK)
		{
			printk("O_NONBLOCK Can not write data\n");
			return -1;
		}
		else
		{
			ret = wait_event_interruptible(pmydev->wq,pmydev->curlen < BUF_LEN);
			if(ret)
			{
				printk("wake up by signal\n");
				return -ERESTARTSYS;
			}
		}
	}

	if(count > BUF_LEN - pmydev->curlen)
	{
		size = BUF_LEN - pmydev->curlen;
	}
	else
	{
		size = count;
	}

	//将用户空间中的数据复制到内核空间中
	ret = copy_from_user(pmydev->mydef_buf + pmydev->curlen, pbuf, size);
	if(ret)
	{
		printk("copy_from_user failed\n");
		return -1;
	}
    //更新curlen
	pmydev->curlen = pmydev->curlen + size;

	wake_up_interruptible(&pmydev->rq);

	return size;
}

long mychar_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
    int __user *pret = (int *)arg;
	int maxlen = BUF_LEN;
	int ret = 0;
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)filp->private_data;


	switch(cmd)
	{
		case MYCHAR_IOCTL_GET_MAXLEN:
			ret = copy_to_user(pret,&maxlen,sizeof(int));
			if(ret)
			{
				printk("copy_to_user MAXLEN failed\n");
				return -1;
			}
			break;
		case MYCHAR_IOCTL_GET_CURLEN:
			ret = copy_to_user(pret,&pmydev->curlen,sizeof(int));
			if(ret)
			{
				printk("copy_to_user CURLEN failed\n");
				return -1;
			}
			break;
		default:
			printk("The cmd is unknow\n");
			return -1;
	}
	return 0;
}

//结构体初始化:部分变量赋值初始化
struct file_operations myops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = mychar_open,
    .release = mychar_close,
	.read = mychar_read,
	.write = mychar_write,
	.unlocked_ioctl = mychar_ioctl
};

int mychar_init(void)
{
    int ret = 0;
    dev_t devno = MKDEV(major, minor);

    /* 申请设备号 */
    ret = register_chrdev_region(devno, mychar_num, "mychar");
    if (ret) {
        ret = alloc_chrdev_region(&devno, minor, mychar_num, "mychar");
        if (ret) {
            printk("get devno failed\n");
            return -1;
        }
		major = MAJOR(devno); // 容易遗漏,注意
    }

    /* 给struct cdev对象指定操作函数集 */
    cdev_init(&gmydev.mydev, &myops);

    /* 将 struct cdev对象添加到内核对应的数据结构里 */
    gmydev.mydev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_add(&gmydev.mydev, devno, 1);

	//初始化队列
	init_waitqueue_head(&(gmydev.rq));
	init_waitqueue_head(&(gmydev.wq));

    return 0;
}

void __exit mychar_exit(void)
{
    dev_t devno = MKDEV(major, minor);

    cdev_del(&gmydev.mydev);

    unregister_chrdev_region(devno, mychar_num);
}

//表示支持GPL的开源协议
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(mychar_init);
module_exit(mychar_exit);

mychar.h

#ifndef MY_CHAR_H
#define MY_CHAR_H

#include <asm/ioctl.h>

#define MY_CHAR_MAGIC 'k'

#define MYCHAR_IOCTL_GET_MAXLEN _IOR(MY_CHAR_MAGIC,1,int*)
#define MYCHAR_IOCTL_GET_CURLEN _IOR(MY_CHAR_MAGIC,2,int*)


#endif

 testmychar_nonblockread.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>

#include "mychar.h"
#include <stdio.h>


int main(int argc,char *argv[])
{
	int fd = -1;
	char buf[8] = "";

	int ret = 0;

	if(argc < 2)
	{
		printf("The argument is too few\n");
		return 1;
	}

	fd = open(argv[1],O_RDWR);   // | O_NONBLOCK);
	if(fd < 0)
	{
		printf("open %s failed\n",argv[1]);
		return 2;
	}


	ret = read(fd,buf,8);
	if(ret < 0)
	{
		printf("read data failed\n");
	}
	else
	{
		printf("buf=%s\n",buf);
	}

	close(fd);
	fd = -1;
	return 0;
}

Makfile

ifeq ($(KERNELRELEASE),)

ifeq ($(ARCH),arm)
KERNELDIR ?= /home/linux/Linux_4412/kernel/linux-3.14
ROOTFS ?= /opt/4412/rootfs
else
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
endif
PWD := $(shell pwd)


modules:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

modules_install:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules INSTALL_MOD_PATH=$(ROOTFS) modules_install

clean:
	rm -rf  *.o  *.ko  .*.cmd  *.mod.*  modules.order  Module.symvers   .tmp_versions

else
CONFIG_MODULE_SIG=n
obj-m += mychar.o


endif

 

 移除并新增内核模块

添加设备 

非阻塞读执行效果:

阻塞读效果

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1367089.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

视频AI智剪方法:快速批量处理视频,批量剪辑视频的操作

随着科技的飞速发展&#xff0c;视频内容已是获取信息和娱乐的主要方式之一。对于视频创作者和内容生产者来说&#xff0c;如何快速、高效地处理和剪辑大量视频已成为一项重要的需求。现在借助AI技术的不断发展&#xff0c;可以更加智能、高效的处理视频。下面来看云炫AI智剪如…

kubernetes入门到进阶(5)

目录 镜像仓库&#xff1a;怎么用好docker hub这个宝藏 什么是镜像仓库&#xff08;Registry&#xff09; 什么是docker hub 如何在docker hub上挑选镜像 docker hub上进行概念股命名规则是什么 该怎么上传自己的镜像 离线环境该怎么办 小结 镜像仓库&#xff1a;怎么用好docke…

《BackTrader量化交易图解》第8章:plot 绘制金融图

文章目录 8. plot 绘制金融图8.1 金融分析曲线8.2 多曲线金融指标8.3 Observers 观测子模块8.4 plot 绘图函数的常用参数8.5 买卖点符号和色彩风格8.6 vol 成交参数8.7 多图拼接模式8.8 绘制 HA 平均 K 线图 8. plot 绘制金融图 8.1 金融分析曲线 BackTrader内置的plot绘图函…

多线程-synchronized详解

1、基本作用&#xff1a;Java提供了一种内置的锁机制来支持原子性&#xff0c;同步代码块&#xff08;Synchronized Block &#xff09; 同步代码块包括两个部分&#xff1a; 1、锁的对象引用。2、锁作用的代码块。 例子&#xff1a; synchronized(Object){ //被保护的共享…

windows安装kafka以及kafka管理工具推荐

windows安装 1.下载地址 下载地址 下载最新版本的.tgz文件解压 2.修改配置 修改config目录下的zookeeper.properties中的dataDir属性 server.properties文件中的log.dir属性 3.启动zookeeper 进入到bin\windows\下的用cmd输入zookeeper-server-start.bat ..\..\config\zo…

【陈老板赠书活动 - 21期】- Python树莓派编程从零开始(第3版)

陈老老老板&#x1f9d9;‍♂️ &#x1f46e;‍♂️本文专栏&#xff1a;赠书活动专栏&#xff08;为大家争取的福利&#xff0c;免费送书&#xff09; &#x1f934;本文简述&#xff1a;活就像海洋,只有意志坚强的人,才能到达彼岸。 &#x1f473;‍♂️上一篇文章&#xff…

LaTex引用字体变色

使用下面这条语句进行修改。 ‘citecolor’改变参考文献颜色&#xff0c; ‘linkcolor’改变图标公式引用的颜色&#xff0c; ‘urlcolor’ 文本网站超链接颜色。 \usepackage[colorlinks,bookmarksopen,bookmarksnumbered,citecolorblue, linkcolorblue, urlcolorblue]{hyper…

Python 常用数据类型

Python 常用数据类型有以下这些&#xff1a; 数据类型中文解析例子int整数&#xff0c;表示整数值1、2float浮点数&#xff0c;表示带有小数点的数值3.14、2.718complex复数&#xff0c;表示实部和虚部组成的复数12j、3-4jstr字符串&#xff0c;表示文本数据&#xff0c;用引号…

最优化理论分析复习--最优性条件(一)

文章目录 上一篇无约束问题的极值条件约束极值问题的最优性条件基本概念只有不等式约束时 下一篇 上一篇 最优化理论复习–对偶单纯形方法及灵敏度分析 无约束问题的极值条件 由于是拓展到向量空间 R n R^n Rn, 所以可由高数中的极值条件进行类比 一阶必要条件 设函数 f (…

SpringCloud系列篇:核心组件之配置中心组件

&#x1f973;&#x1f973;Welcome Huihuis Code World ! !&#x1f973;&#x1f973; 接下来看看由辉辉所写的关于SpringCloud的相关操作吧 目录 &#x1f973;&#x1f973;Welcome Huihuis Code World ! !&#x1f973;&#x1f973; 一.前言 二.配置中心组件是什么 三…

【年度重磅】《2023华为开发者宝典》覆盖16+技术领域,30+华为云专家倾力打造,免费下载

《2023华为开发者宝典》重磅发布&#xff0c;点击下载&#xff0c;欢迎大家转发赠阅&#xff0c;相互交流学习。 时光荏苒&#xff0c;转眼间我们已经告别挑战与机遇并存的2023年&#xff0c;迎接充满无限可能的2024年。 截至到2023年&#xff0c;华为云生态已聚合了全球超过5…

大数据StarRocks(四) :常用命令

这次主要介绍生产工作中使用Starrocks时的常用命令 4.1 连接StarRocks 4.1.1 Linux命令行连接 [roothadoop1011 fe]# yum install mysql -y [roothadoop1011 fe]# mysql -h hadoop101 -uroot -P9030 -p4.1.2 Windows客户端 DBeaver 连接 4.2 常用命令 4.2.1 查看状态 1. 查…

用js随机添加字母

样式 <style>.itp {width: 200px;height: 60px;border: 5px solid red;text-align: center;line-height: 60px;font-size: 30px;margin: 10px;}button {width: 80px;height: 30px;color: rgb(229, 225, 232);border-radius: 4px;font-size: 20px;outline: none;border: …

猫头虎分享已解决Bug || 解决Vue.js not detected的问题 ️

博主猫头虎的技术世界 &#x1f31f; 欢迎来到猫头虎的博客 — 探索技术的无限可能&#xff01; 专栏链接&#xff1a; &#x1f517; 精选专栏&#xff1a; 《面试题大全》 — 面试准备的宝典&#xff01;《IDEA开发秘籍》 — 提升你的IDEA技能&#xff01;《100天精通Golang》…

WEB 3D技术 three.js 顶点旋转

我们来说说几何体顶点的旋转 官网搜索 BufferGeometry 这里 我们有 x y z 三个轴的旋转 例如 我们这样的代码 import ./style.css import * as THREE from "three"; import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls.js"; i…

阿里云新用户的定义与权益

随着云计算的普及&#xff0c;阿里云作为国内领先的云计算服务提供商&#xff0c;吸引了越来越多的用户。对于新用户来说&#xff0c;了解阿里云新用户的定义和相关权益非常重要&#xff0c;因为它关系到用户能否享受到更多的优惠和服务。 一、阿里云新用户的定义 阿里云新用户…

arm64架构编译electron长征路

1. gn工具生成 在arm64下需要构建对应架构的gn文件。 源代码下载,并且切换到对应的版本。 git clone https://gn.googlesource.com/gn cd gn git checkout 5a004f9427a0将gn源码放在src/tools/gn目录下,内容如下图 1.1 问题,找不到last_commit_position.h文件 问题描述如…

Flask:URL与视图映射

本文章只作为个人笔记. 文章目录 前言一、URL与视图映射二、介绍总结 前言 第二个flask项目. 一、URL与视图映射 开启debug模式. from flask import Flask, requestapp Flask(__name__)# url:http[80]/https[443]://ww.qq.com:443/path # url与视图:path与视图app.route(/)…

Qt QPushButton按钮控件

文章目录 1 属性和方法1.1 文本1.2 图标1.3 样式表1.4 信号 2 实例2.1 布局2.2 添加图标2.3 添加样式表2.4 代码实现 1 属性和方法 按钮除了可以设置显示文本之外&#xff0c;还可以设置图标 1.1 文本 可以获取和设置按钮上显示的文本 // 获取和设置按钮的文本 QString tex…

强化学习6——动态规划置策略迭代算法,以悬崖漫步环境为例

策略迭代算法 通过策略评估与策略提升不断循环交替&#xff0c;得到最优策略。 策略评估 固定策略 π \pi π 不变&#xff0c;估计状态价值函数V 一个策略的状态价值函数&#xff0c;在马尔可夫决策过程中提到过&#xff1a; V π ( s ) ∑ a ∈ A π ( a ∣ s ) ( r (…