在设备驱动中使用异步通知可以使得对设备的访问可进行时，由驱动主动通知应用程序进行访问。这样，使用无阻塞 I/O 的应用程序无需轮询设备是否可访问，而阻塞访问也可以被类似“中断”的异步通知所取代。

1. 信号：

使用信号进行进程间通信（IPC）是 UNIX 中的一种传统机制，Linux 也支持这种机制。在Linux 中，异步通知使用信号来实现，Linux 中可用的信号如下：

信号	值	含义
SIGHUP	1	挂起
SIGINT(ctrl+c)	2	终端中断
SIGQUIT	3	终端退出
SIGILL	4	无效命令
SIGTRAP	5	跟踪陷阱
SIGIOT	6	IOT 陷阱
...
SIGKILL	9	强行终止（不能被捕获或忽略）
SIGTERM	15	终止
SIGCHLD	17	子进程已经停止或退出
SIGSTOP	19	停止执行（不能被捕获或忽略）
SIGIO	29	I/O

除了 SIGSTOP 和 SIGKILL 两个信号外，进程能够忽略或捕获其他的全部信号。一个信号被捕获的意思是当一个信号到达时有相应的代码处理它。如果一个信号没有被这个进程所捕获，内核将采用默认行为处理。

2. 信号的接收：

用户程序中，定义信号的处理函数用如下函数：

 (*signal( signum,
(*handler)()))(); 

第一个参数，指定信号的值，就是上边 SIGCHLD 之类的宏的值

第二个参数，指定针对前边信号值的处理函数

    SIG_IGN，忽略信号

    SIG_DFL，系统默认的方式处理

用户自定义函数，信号捕捉后函数被执行

返回值：

成功，函数的返回值

失败，SIG_ERR

一个用 ctrl+c 触发到自己的函数中的例子：

 sigterm_handler( signo)
{
("Have caught sig N.O. %dn", signo);
exit(0);
}
()
{
signal(SIGINT, sigterm_handler);
while(1);
return 0;
} 

一个用实现输入字符，打印字符异步的例子：

 #include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#define MAX_LEN 100
input_handler( num)
{
char data[MAX_LEN];
len;
/* 读取并输出 STDIN_FILENO 上的输入 */
len = read(STDIN_FILENO, &data, MAX_LEN);
data[len] = 0;
("input available:%sn", data);
}
()
{
oflags;
/* 启动信号驱动机制 */
signal(SIGIO, input_handler);
fcntl(STDIN_FILENO, F_SETOWN, getpid());
oflags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);
fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oflags | FASYNC);
/* 最后进入一个死循环，仅为保持进程不终止，如果程序中
没有这个死循会立即执行完毕 */
while (1);
} 

程序解释：

主函数中：

①为 SIGIO 信号安装 input_handler()作为处理函数

②fcntl(STDIN_FILENO, F_SETOWN, getpid()); 设置本进程为STDIN_FILENO 文件的拥有者（owner）

③对设备设置 FASYNC 标志

运行结果：

> ./signal_test

I am Chinese.

input available: I am Chinese.

I love Linux driver.

input available: I love Linux driver.

需要注意的是：当用户输入完字符串的时候，才会触发 SIGIO 的信号

用户空间实现异步通知的 3 项工作：

1. 通过 F_SETOWN IO 控制命令设置设备文件的拥有者为本进程，这样从设备驱动发出的信号才能被本进程接收到。 
2. 通过 F_SETFL IO 控制命令设置设备文件支持 FASYNC，即异步通知模式。 
3. 通过 signal()函数连接信号和信号处理函数。

3. 信号的释放：

在设备驱动和应用程序的异步通知交互中，需要应用程序捕捉信号，驱动程序释放信号。

所涉及的 3 项工作：

1. 支持 F_SETOWN 命令，能在这个控制命令处理中设置 filp->f_owner 为对应进程 ID。不过此项工作已由内核完成，设备驱动无需处理。 
2. 支持 F_SETFL 命令的处理，每当FASYNC 标志改变时，驱动程序中的fasync()函数将得以执行。因此，驱动中应该实现 fasync()函数。 
3. 在设备资源可获得时，调用 kill_fasync()函数激发相应的信号。

可以看出，上述的3项工作和应用程序中的3项是对应的，他们之间的关系，如下图表现的很好：

在设备驱动中异步编程主要涉及一个数据结构、两个函数

一个数据结构：

fasync_struct 不需要知道具体的内容，只需要作为一个参数传递给 fasync_helper 就可以了

两个函数：

处理 FASYNC 标志的变更

fasync_helper( fd, struct file *filp, mode, struct fasync_struct **fa);

    前三个参数，直接使用 static xxx_fasync( fd, struct file *filp, mode) 中的参数

    fa，由用户定义的 fasync_struct 的机构体的指针

释放信号

kill_fasync(struct fasync_struct **fa, sig, band);

    fa，由用户定义的 fasync_struct 的机构体的指针

    sig，信号的号 / 表征信号的宏

    band，POLL_IN，可读。POLL_OUT，可写

一般的格式和有关此部分的例子：

static xxx_fasync( fd, struct file *filp, mode)

{

    struct xxx_dev *dev = filp->private_data;

    return fasync_helper(fd, filp, mode, &dev->async_queue);

}

static ssize_t xxx_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,

loff_t *f_pos)

{

    struct xxx_dev *dev = filp->private_data;

    ...

    /* 产生异步读信号 */

    (dev->async_queue)

    kill_fasync(&dev->async_queue, SIGIO, POLL_IN);

    ...

}

static xxx_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

    /* 将文件从异步通知列表中删除 */

    xxx_fasync(-1, filp, 0);

    ...

    return 0;

}

最后

以上就是单薄纸鹤为你收集整理的异步通知1. 信号：2. 信号的接收：3. 信号的释放：的全部内容，希望文章能够帮你解决异步通知1. 信号：2. 信号的接收：3. 信号的释放：所遇到的程序开发问题。

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