linux驱动编写之poll机制

1. poll情景描述:

       以按键驱动为例进行说明，用阻塞的方式打开按键驱动文件/dev/buttons，
   应用程序使用read()函数来读取按键的键值。这样做的效果是：如果有按键按下
   了，调用该read()函数的进程，就成功读取到数据，应用程序得到继续执行；倘
   若没有按键按下，则要一直处于休眠状态，等待这有按键按下这样的事件发生。

       这种功能在一些场合是适用的，但是并不能满足我们所有的需要，有时我们
   需要一个时间节点。倘若没有按键按下，那么超过多少时间之后，也要返回超时
   错误信息，进程能够继续得到执行，而不是没有按键按下，就永远休眠。这种例
   子其实还有很多，比方说两人相亲，男方等待女方给个确定相处的信，男方不可
   能因为女方不给信，就永远等待下去，双方需要一个时间节点。这个时间节点，
   就是说超过这个时间之后，不能再等了，程序还要继续运行，需要采取其他的行
   动来解决问题。

2. 对于类似的场景，linux系统使用poll功能来解决这样的问题:

   linux系统调用poll()函数时候，如果没有发生需要的事件，那么进程进入休
   眠。如果在限定的时间内得到需要的事件，那么成功返回，如果没有则返回超时
   错误信息。可见，等待期间将进程休眠，利用事件驱动来唤醒进程，将更能提高
   CPU的效率。

3. poll()函数:

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)

输入参数

fds 可以传递多个结构体，也就是说可以监测多个驱动设备所产生的事件，只要有一个产生了请求事件，就能立即返回

　　　　struct pollfd {
　　　　int fd; /* 文件描述符 */
　　　　short events; /* 请求的事件类型，监视驱动文件的事件掩码 */
　　　　short revents; /* 驱动文件实际返回的事件 */
　　　　} ;

nfds 监测驱动文件的个数

timeout 超时时间，单位为ms

事件类型events 可以为下列值：

POLLIN 有数据可读
POLLRDNORM 有普通数据可读，等效与POLLIN
POLLPRI 有紧迫数据可读
POLLOUT 写数据不会导致阻塞
POLLER 指定的文件描述符发生错误
POLLHUP 指定的文件描述符挂起事件
POLLNVAL 无效的请求，打不开指定的文件描述符

返回值

有事件发生返回revents域不为0的文件描述符个数（也就是说事件发生，或者错误报告）

超时返回0；

失败　　返回-1，并设置errno为错误类型

操作步骤

驱动：

1.定义两个变量

/* 定义一个等待队列，这个等待队列实际上是由中断驱动的，当中断发生时，会令挂接到这个等待队列的休眠进程唤醒 */static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，forth_drv_read将它清0 */
static volatile int ev_press = 0;

2. - 在file_operations多定义一个成员函数例：.poll = forth_drv_poll,

- 定义这个函数

static unsigned forth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
unsigned int mask = 0;
poll_wait(file, &button_waitq, wait); /* 将进程挂接到button_waitq等待队列下 */

/* 根据实际情况，标记事件类型 */
if (ev_press)
mask |= POLLIN | POLLRDNORM;

/* 如果mask为0，那么证明没有请求事件发生；如果非零说明有时间发生 */
return mask;
}

3.在forth_drv_read判断是否休眠状态

ssize_t forth_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
   if (size != 1)
       return -EINVAL;

   /* 如果没有按键动作, 休眠 */
   wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);

   /* 如果有按键动作, 返回键值 */
   copy_to_user(buf, &key_val, 1);
   ev_press = 0;

   return 1;
}

4. 在中断函数里面唤醒进程

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
   struct pin_desc * pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;
   unsigned int pinval;

   pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

   if (pinval)
   {
       /* 松开 */
       key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
   }
   else
   {
       /* 按下 */
       key_val = pindesc->key_val;
   }

ev_press = 1; /* 表示中断发生了 */
wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */


   return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

应用程序：

1.调用int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)

2. 定义并初始化参数1 struct pollfd *fds

int main(int argc, char **argv)
{
   int fd;
   unsigned char key_val;
   int ret;

   struct pollfd fds[1];

   fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
   if (fd < 0)
   {
       printf("can't open!\n");
   }

   fds[0].fd = fd;
   fds[0].events = POLLIN;
   while (1)
   {
       ret = poll(fds, 1, 5000);
       if (ret == 0)
       {
           printf("time out\n");
       }
       else
       {
           read(fd, &key_val, 1);
           printf("key_val = 0x%x\n", key_val);
       }
   }

   return 0;
}