字符设备驱动基础(三)

news2024/11/15 1:27:56

目录

一、上下文和并发场合

二、中断屏蔽(了解)

三、原子变量(掌握)

四、自旋锁:基于忙等待的并发控制机制

五、信号量:基于阻塞的并发控制机制

六、互斥锁:基于阻塞的互斥机制

七、选择并发控制机制的原则


(在内核中实现并发控制机制)

一、上下文和并发场合

(多任务操作系统都会涉及到执行流。我之前学过ucos3感觉跟linux有点像,但是没linux全面复杂。)

执行流:有开始有结束总体顺序执行的一段代码  又称上下文

应用编程:任务上下文

内核编程:

1. 任务上下文:五状态 可阻塞

    a. 应用进程或线程运行在用户空间

    b. 应用进程或线程运行在内核空间(通过调用syscall来间接使用内核空间)

    c. 内核线程始终在内核空间

2. 异常上下文:不可阻塞

    中断上下文

竞态:多任务并行执行时,如果在一个时刻同时操作同一个资源,会引起资源的错乱,这种错乱情形被称为竞态

共享资源:可能会被多个任务同时使用的资源

临界区:操作共享资源的代码段

为了解决竞态,需要提供一种控制机制,来避免在同一时刻使用共享资源,这种机制被称为并发控制机制

并发控制机制分类:

1. 原子操作类(这个操作在执行时不可被打断,哪怕时间片到了也不行 )

2. 忙等待类(临界区前进行P操作,临界区后进行V操作,P操作为了检查你可不可以使用共享资源。如果不可以忙等待类就一直在循环。等待到资源可以被使用。而阻塞类是让P操作进入睡眠。可以使用了在醒来。)

3. 阻塞类



 

通用并发控制机制的一般使用套路:

```c

/*互斥问题:*/

(多个任务都想用这个资源。一个再用另一个等着)

并发控制机制初始化为可用

P操作

临界区

V操作

/*同步问题:*/

(A跑完了B跑)

//并发控制机制初始化为不可用

//先行方:

。。。。。

V操作

   

//后行方:

P操作

。。。。。

```

 这个图来形容同步非常之贴切,来自百度

百度安全验证

二、中断屏蔽(了解)

一种同步机制的辅助手段

禁止本cpu中断                使能本cpu中断

local_irq_disable();        local_irq_enable();        

local_irq_save(flags);      local_irq_restore(flags);   与cpu的中断位相关

(比上面那组接口高级,可以保存中断屏蔽字,中断屏蔽字是来保存哪组中断响应那组被屏蔽)

local_bh_disable();         local_bh_enable();          与中断低半部有关,关闭、打开软中断

禁止中断

临界区    //临界区代码不能占用太长时间,需要很快完成

//比如键盘进入临界区鼠标怎么点都好使 这种现象被称为系统假死

打开中断



 

适用场合:中断上下文与某任务共享资源时,或多个不同优先级的中断上下文间共享资源时

三、原子变量(掌握)

原子变量:存取不可被打断的特殊整型变量

a.设置原子量的值

void atomic_set(atomic_t *v,int i); //设置原子量的值为i

atomic_t v = ATOMIC_INIT(0);    //定义原子变量v并初始化为0



v = 10;//错误



b.获取原子量的值

atomic_read(atomic_t *v);       //返回原子量的值



c.原子变量加减

void atomic_add(int i,atomic_t *v);//原子变量增加i

void atomic_sub(int i,atomic_t *v);//原子变量减少i



d.原子变量自增自减

void atomic_inc(atomic_t *v);//原子变量增加1

void atomic_dec(atomic_t *v);//原子变量减少1



e.操作并测试:运算后结果为0则返回真,否则返回假

int atomic_inc_and_test(atomic_t *v);

int atomic_dec_and_test(atomic_t *v);

int atomic_sub_and_test(int i,atomic_t *v);



原子位操作方法:

a.设置位

void set_bit(nr, void *addr);       //设置addr的第nr位为1

b.清除位

void clear_bit(nr , void *addr);    //清除addr的第nr位为0

c.改变位

void change_bit(nr , void *addr);   //改变addr的第nr位为1

d.测试位

void test_bit(nr , void *addr);     //测试addr的第nr位是否为1

适用场合:共享资源为单个整型变量的互斥场合

第一个进程可以打开第二个失败

 

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include "mychar.h"
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

int fd = -1;

int main(int argc, char *argv[])
{
	
	int max = 0;
	int cur = 0;

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

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

	while(1)
	{
	
	}

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

 

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

int major = 11;
int minor = 0;
int openonce_num = 1;

struct openonce_dev
{
	struct cdev mydev;
	/*Define atomic variables || 1 can open, 0 can not open*/
	atomic_t openflag;
};

struct openonce_dev gmydev;

int openonce_open(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	struct openonce_dev *pmydev = NULL;
	pfile->private_data = container_of(pnode->i_cdev, struct openonce_dev, mydev);
	
	pmydev = (struct openonce_dev *)pfile->private_data;
	if(atomic_dec_and_test(&pmydev->openflag))
	{
		printk("openonce_open\n");
		return 0;
	}
	else
	{
		atomic_inc(&pmydev->openflag);
		printk("The device is opened already\n");
		return -1;
	}
	return 0;
}
int openonce_close(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	//printk("openonce_close\n");
	/*C90 requires printk after the variable declaration*/
	struct openonce_dev *pmydev = (struct openonce_dev *)pfile->private_data;
	atomic_set(&pmydev->openflag,1);
	return 0;
}

struct file_operations myops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = openonce_open,
	.release = openonce_close,
};


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

	/*Apply for device number*/
	ret = register_chrdev_region(devno, openonce_num, "openonce");
	if(ret)
	{
		ret = alloc_chrdev_region(&devno, minor, openonce_num, "openonce");
		if(ret)
		{
			printk("get devno failed\n");
			return -1;
		}
		major = MAJOR(devno);//Easy to miss *****
	}
	/*Assign the 'struct cdev' a set of operation functions*/
	cdev_init(&gmydev.mydev, &myops);
	/*Add 'struct cdev' to the kernel's data structure*/
	gmydev.mydev.owner = THIS_MODULE;
	cdev_add(&gmydev.mydev, devno, openonce_num);//add to Hash.
	
	/*initialize the atomic variable to 1*/
	atomic_set(&gmydev.openflag,1);

	return 0;
}
void __exit openonce_exit(void)
{
	dev_t devno = MKDEV(major,minor);
	cdev_del(&gmydev.mydev);
	//printk("openonce will exit\n");
	unregister_chrdev_region(devno, openonce_num);
}
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(openonce_init);
module_exit(openonce_exit);

 

四、自旋锁:基于忙等待的并发控制机制

获得就是P操作释放就是V操作

a.定义自旋锁

spinlock_t  lock;



b.初始化自旋锁

spin_lock_init(spinlock_t *);



c.获得自旋锁

spin_lock(spinlock_t *);    //成功获得自旋锁立即返回,否则自旋在那里直到该自旋锁的保持者释放



spin_trylock(spinlock_t *); //成功获得自旋锁立即返回真,否则返回假,而不是像上一个那样"在原地打转”



d.释放自旋锁

spin_unlock(spinlock_t *);



 

```

#include <linux/spinlock.h>

定义spinlock_t类型的变量lock

spin_lock_init(&lock)后才能正常使用spinlock




spin_lock(&lock);

临界区

spin_unlock(&lock);

```

异常上下文是不可阻塞的。任务上下文是可以阻塞的。只能解决互斥问题
 

适用场合:

1. 异常上下文之间或异常上下文与任务上下文之间共享资源时

2. 任务上下文之间且临界区执行时间很短时

3. 互斥问题

 测试程序还是只有打开就是驱动换了一下

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

int major = 11;
int minor = 0;
int openonce_num = 1;

struct openonce_dev
{
	struct cdev mydev;
	/*Define spinlock variables || 1 can open, 0 can not open*/
	int openflag;
	spinlock_t lock;
};

struct openonce_dev gmydev;

int openonce_open(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	struct openonce_dev *pmydev = NULL;
	pfile->private_data = (void *)(container_of(pnode->i_cdev, struct openonce_dev, mydev));
	
	pmydev = (struct openonce_dev *)pfile->private_data;
	/**/
	spin_lock(&pmydev->lock);
	if(pmydev->openflag)
	{
		pmydev->openflag = 0;
		spin_unlock(&pmydev->lock);
		return 0;
	}
	else
	{
		spin_unlock(&pmydev->lock);
		printk("The device is opened already\n");
		return -1;
	}
	return 0;
}
int openonce_close(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	//printk("openonce_close\n");
	/*C90 requires printk after the variable declaration*/
	struct openonce_dev *pmydev = (struct openonce_dev *)pfile->private_data;
	
	spin_lock(&pmydev->lock);
	pmydev->openflag = 1;
	spin_unlock(&pmydev->lock);
	return 0;
}

struct file_operations myops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = openonce_open,
	.release = openonce_close,
};


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

	/*Apply for device number*/
	ret = register_chrdev_region(devno, openonce_num, "openonce");
	if(ret)
	{
		ret = alloc_chrdev_region(&devno, minor, openonce_num, "openonce");
		if(ret)
		{
			printk("get devno failed\n");
			return -1;
		}
		major = MAJOR(devno);//Easy to miss *****
	}
	/*Assign the 'struct cdev' a set of operation functions*/
	cdev_init(&gmydev.mydev, &myops);
	/*Add 'struct cdev' to the kernel's data structure*/
	gmydev.mydev.owner = THIS_MODULE;
	cdev_add(&gmydev.mydev, devno, openonce_num);//add to Hash.
	
	/*initialize the spinlock openflag to 1*/
	gmydev.openflag = 1;
	spin_lock_init(&gmydev.lock);

	return 0;
}
void __exit openonce_exit(void)
{
	dev_t devno = MKDEV(major,minor);
	cdev_del(&gmydev.mydev);
	//printk("openonce will exit\n");
	unregister_chrdev_region(devno, openonce_num);
}
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(openonce_init);
module_exit(openonce_exit);

五、信号量:基于阻塞的并发控制机制

val:有多少资源可用

 


a.定义信号量

struct semaphore sem;



b.初始化信号量

void sema_init(struct semaphore *sem, int val);



c.获得信号量P

int down(struct semaphore *sem);//深度睡眠



int down_interruptible(struct semaphore *sem);//浅度睡眠



d.释放信号量V

void up(struct semaphore *sem);

这时候就可以多个进程访问一个设备了。 

```

#include <linux/semaphore.h>

```

适用场合:任务上下文之间且临界区执行时间较长时的互斥或同步问题

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

#include "mychar.h"

#define BUF_LEN 100

int major = 11;
int minor = 0;
int mychar_num = 1;

struct mychar_dev
{
	struct cdev mydev;
	char mydev_buf[BUF_LEN];
	int curlen;

	struct semaphore sem;

	/*Read wait queue and write wait queue*/
	wait_queue_head_t rq;
	wait_queue_head_t wq;

	struct fasync_struct *pasync_obj;
};

struct mychar_dev gmydev;

int mychar_open(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	pfile->private_data = container_of(pnode->i_cdev, struct mychar_dev, mydev);
	printk("mychar_open\n");
	return 0;
}
int mychar_close(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	//printk("mychar_close\n");
	/*C90 requires printk after the variable declaration*/
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;

	if(pmydev->pasync_obj != NULL)
		fasync_helper(-1,pfile,0, &pmydev->pasync_obj);
	return 0;
}

ssize_t mychar_read(struct file *pfile, char __user *puser, size_t count, loff_t *p_pos)
{
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
	int size = 0;
	int ret = 0;

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

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

	ret = copy_to_user(puser, pmydev->mydev_buf, size);
	if(ret)
	{
		up(&pmydev->sem);
		printk("copy_to_user failed\n");
		return -1;
	}

	memcpy(pmydev->mydev_buf, pmydev->mydev_buf + size, pmydev->curlen - size);

	pmydev->curlen = pmydev->curlen - size;
	
	up(&pmydev->sem);
	/*Wake up interrupt*/
	wake_up_interruptible(&pmydev->wq);
	return size;
}
ssize_t mychar_write(struct file *pfile, const char __user *puser, size_t count, loff_t *p_pos)
{
	int size = 0;
	int ret = 0;
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;

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

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

	ret = copy_from_user(pmydev->mydev_buf + pmydev->curlen, puser, size);
	if(ret)
	{
		up(&pmydev->sem);
		printk("copy_from_user failed\n");
		return -1;
	}
	pmydev->curlen += size;

	up(&pmydev->sem);
	/*Wake up interrupt*/
	wake_up_interruptible(&pmydev->rq);

	if(pmydev->pasync_obj != NULL)
	{
		kill_fasync(&pmydev->pasync_obj, SIGIO, POLL_IN);
	}
	return size;
}

long mychar_ioctl(struct file *pfile, 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 *)pfile->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:
			down(&pmydev->sem);
			ret = copy_to_user(pret, &pmydev->curlen, sizeof(int));
			up(&pmydev->sem);
			if(ret)
			{
				printk("copy_to_user MAXLEN failed\n");
				return -1;
			}
			break;
		default:
			printk("The cmd is unknow\n");
			return -1;
	}
	return 0;
}

unsigned int mychar_poll(struct file *pfile, poll_table *ptb)
{
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
	unsigned int mask = 0;

	/*It not block. Adds the wait queue to the table*/
	poll_wait(pfile,&pmydev->rq,ptb);
	poll_wait(pfile,&pmydev->wq,ptb);

	down(&pmydev->sem);
	if(pmydev->curlen > 0)
	{
		mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
	}
	if(pmydev->curlen < BUF_LEN)
	{
		mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
	}
	up(&pmydev->sem);
	return mask;

}

int mychar_fasync(int fd,struct file *pfile, int mode)
{
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;

	return fasync_helper(fd, pfile, mode, &pmydev->pasync_obj);
}
struct file_operations myops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = mychar_open,
	.release = mychar_close,
	.read = mychar_read,
	.write = mychar_write,
	.unlocked_ioctl = mychar_ioctl,
	.poll = mychar_poll,
	.fasync = mychar_fasync,
};


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

	/*Apply for device number*/
	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;
		}
		printk("copy_to_user failed\n");
		major = MAJOR(devno);//Easy to miss *****
	}
	/*Assign the 'struct cdev' a set of operation functions*/
	cdev_init(&gmydev.mydev, &myops);
	/*Add 'struct cdev' to the kernel's data structure*/
	gmydev.mydev.owner = THIS_MODULE;
	cdev_add(&gmydev.mydev, devno, mychar_num);//add to Hash.
	
	/*initialize the wait queue header*/
	init_waitqueue_head(&gmydev.rq);
	init_waitqueue_head(&gmydev.wq);

	sema_init(&gmydev.sem, 1);
	return 0;
}
void __exit mychar_exit(void)
{
	dev_t devno = MKDEV(major,minor);
	cdev_del(&gmydev.mydev);
	//printk("mychar will exit\n");
	unregister_chrdev_region(devno, mychar_num);
}
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(mychar_init);
module_exit(mychar_exit);

六、互斥锁:基于阻塞的互斥机制

a.初始化

struct mutex  my_mutex;

mutex_init(&my_mutex);

b.获取互斥体

void  mutex_lock(struct mutex *lock);

c.释放互斥体

void mutex_unlock(struct mutex *lock);

1. 定义对应类型的变量

2. 初始化对应变量

P/加锁

临界区

V/解锁

```

#include <linux/mutex.h>

```

适用场合:任务上下文之间且临界区执行时间较长时的互斥问题

使用互斥锁时就只能一个进程访问

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

#include "mychar.h"

#define BUF_LEN 100

int major = 11;
int minor = 0;
int mychar_num = 1;

struct mychar_dev
{
	struct cdev mydev;
	char mydev_buf[BUF_LEN];
	int curlen;

	struct mutex lock;

	/*Read wait queue and write wait queue*/
	wait_queue_head_t rq;
	wait_queue_head_t wq;

	struct fasync_struct *pasync_obj;
};

struct mychar_dev gmydev;

int mychar_open(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	pfile->private_data = container_of(pnode->i_cdev, struct mychar_dev, mydev);
	printk("mychar_open\n");
	return 0;
}
int mychar_close(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
	//printk("mychar_close\n");
	/*C90 requires printk after the variable declaration*/
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;

	if(pmydev->pasync_obj != NULL)
		fasync_helper(-1,pfile,0, &pmydev->pasync_obj);
	return 0;
}

ssize_t mychar_read(struct file *pfile, char __user *puser, size_t count, loff_t *p_pos)
{
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
	int size = 0;
	int ret = 0;

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

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

	ret = copy_to_user(puser, pmydev->mydev_buf, size);
	if(ret)
	{
		mutex_unlock(&pmydev->lock);
		printk("copy_to_user failed\n");
		return -1;
	}

	memcpy(pmydev->mydev_buf, pmydev->mydev_buf + size, pmydev->curlen - size);

	pmydev->curlen = pmydev->curlen - size;
	
	mutex_unlock(&pmydev->lock);
	/*Wake up interrupt*/
	wake_up_interruptible(&pmydev->wq);
	return size;
}
ssize_t mychar_write(struct file *pfile, const char __user *puser, size_t count, loff_t *p_pos)
{
	int size = 0;
	int ret = 0;
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;

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

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

	ret = copy_from_user(pmydev->mydev_buf + pmydev->curlen, puser, size);
	if(ret)
	{
		mutex_unlock(&pmydev->lock);
		printk("copy_from_user failed\n");
		return -1;
	}
	pmydev->curlen += size;

	mutex_unlock(&pmydev->lock);
	/*Wake up interrupt*/
	wake_up_interruptible(&pmydev->rq);

	if(pmydev->pasync_obj != NULL)
	{
		kill_fasync(&pmydev->pasync_obj, SIGIO, POLL_IN);
	}
	return size;
}

long mychar_ioctl(struct file *pfile, 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 *)pfile->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:
			mutex_lock(&pmydev->lock);
			ret = copy_to_user(pret, &pmydev->curlen, sizeof(int));
			mutex_unlock(&pmydev->lock);
			if(ret)
			{
				printk("copy_to_user MAXLEN failed\n");
				return -1;
			}
			break;
		default:
			printk("The cmd is unknow\n");
			return -1;
	}
	return 0;
}

unsigned int mychar_poll(struct file *pfile, poll_table *ptb)
{
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
	unsigned int mask = 0;

	/*It not block. Adds the wait queue to the table*/
	poll_wait(pfile,&pmydev->rq,ptb);
	poll_wait(pfile,&pmydev->wq,ptb);

	mutex_lock(&pmydev->lock);
	if(pmydev->curlen > 0)
	{
		mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
	}
	if(pmydev->curlen < BUF_LEN)
	{
		mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
	}
	mutex_unlock(&pmydev->lock);
	return mask;

}

int mychar_fasync(int fd,struct file *pfile, int mode)
{
	struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;

	return fasync_helper(fd, pfile, mode, &pmydev->pasync_obj);
}
struct file_operations myops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = mychar_open,
	.release = mychar_close,
	.read = mychar_read,
	.write = mychar_write,
	.unlocked_ioctl = mychar_ioctl,
	.poll = mychar_poll,
	.fasync = mychar_fasync,
};


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

	/*Apply for device number*/
	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;
		}
		printk("copy_to_user failed\n");
		major = MAJOR(devno);//Easy to miss *****
	}
	/*Assign the 'struct cdev' a set of operation functions*/
	cdev_init(&gmydev.mydev, &myops);
	/*Add 'struct cdev' to the kernel's data structure*/
	gmydev.mydev.owner = THIS_MODULE;
	cdev_add(&gmydev.mydev, devno, mychar_num);//add to Hash.
	
	/*initialize the wait queue header*/
	init_waitqueue_head(&gmydev.rq);
	init_waitqueue_head(&gmydev.wq);

	mutex_init(&gmydev.lock);
	return 0;
}
void __exit mychar_exit(void)
{
	dev_t devno = MKDEV(major,minor);
	cdev_del(&gmydev.mydev);
	//printk("mychar will exit\n");
	unregister_chrdev_region(devno, mychar_num);
}
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(mychar_init);
module_exit(mychar_exit);

 

七、选择并发控制机制的原则

1. 不允许睡眠的上下文需要采用忙等待类,可以睡眠的上下文可以采用阻塞类。在异常上下文中访问的竞争资源一定采用忙等待类。

2. 临界区操作较长的应用建议采用阻塞类,临界区很短的操作建议采用忙等待类。

3. 中断屏蔽仅在有与中断上下文共享资源时使用。

4. 共享资源仅是一个简单整型量时用原子变量

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