linux的异步IO——使用signal实现中断

注：此篇文章着重讲述signal的使用框架，至于文章中涉及的fcntl的具体使用方法请移步https://www.cnblogs.com/zxc2man/p/7649240.html

异步IO：操作系统使用软件实现一套中断响应系统

工作方式：当前进程注册一个异步IO事件（使用signal注册一个信号SIGIO的处理函数），然后当前进程可以正常的处理自己的事情，当异步事件发生之后当前进程会收到一个SIGIO信号，从而执行绑定的处理函数，进而处理这个异步事件。

涉及的函数：fcntl F_GETFL F_SETFL O_ASYNC F_SETOWN

代码实现的功能：将一个事件（鼠标的输入）注册为我们的异步通知任务，另一个（键盘的输入）设置为我们的主任务，当异步任务的有信号传来时就进行异步注册函数的执行。

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>	
#include <signal.h>	

	char  buff[20];
	int mousefd=-1;
	int ret=-1;
	int flag=0;

/* 在函数内处理异步通知事件*/
void func(int sig)
{
	if(sig!=SIGIO)
	{
		
		return;
	}
	else
	{
		printf("sig={ %d } .\n",sig);
		memset(buff,0,sizeof(buff));
		ret=read(mousefd,buff,10);
		if(ret>0)
		{
			printf("mouse data is { %s } .\n",buff);
		}
		else
		{
			perror("read .\n");
		}
		
	}
}


int main(void)
{
	
	mousefd=open("/dev/input/mouse0",O_RDWR);
	if(mousefd<0)
	{
		perror("open mousefd");
	}
	
	// 将鼠标的文件描述符设置为可以接受异步IO
	flag=fcntl(mousefd,F_GETFL);   //获得mousefd文件描述符的标志位
	flag |=O_ASYNC;          //设置flag，当I/O可用的时候,允许SIGIO信号发送到进程组
	fcntl(mousefd,F_SETFL,flag);   //设置鼠标的文件描述符mousefd为flag特性的
	
	//将异步IO事件的接收进程设置为当前进程
	fcntl(mousefd,F_SETOWN,getpid());
	
	//注册当前进程的SIGIO信号捕捉函数
	signal(SIGIO,func);
	
	
	while(1)
	{
		read(0,buff,10);
		printf("jianpan data is { %s } .\n",buff);
	}
	
	
	
}

值得一提的signal是一个抽象函数，在func（int）函数内传入的参数，大家可能觉得他有点莫名其妙，其实他的赋值是有缘由的。

signal函数定义为： void (signal(int, void (func)(int)))(int);

1. signal函数原型说明此函数需要两个参数,
   返回一个函数指针，而这个指针指向的函数无返回值（void）。

   第一个参数signo是一个整数，
   第二个参数是函数指针，它所指向的函数需要一个整型参数，无返回值。

signal的返回值是一个函数地址，该函数有一个整型参数（即最后的（int））。

用自然语言来描述也就是要向信号处理程序(func) 传送一个整型参数，无返回值。
当调用signal设置信号处理程序时，第二个参数是指向该函数（也就是信号处理程序）的指针。signal的返回值则是指向之前的信号处理程序的指针。

关于signal函数最后的(int)，其实简单的说就是因为signal返回了一个函数指针，这个函数指针有一个(int)型参数（即void (*func)(int)中的int），这两个值应该是保持一致的。

如果signal函数不是返回的函数指针，那么我们的抽象函数可以定义为如下形式：int ( *test)(....)这样的形式。

或者如果指向的函数没有参数（即void），我们也可以写为： int *(* test)(void)，这样的形式。

也就是说signal函数自身被调用之后会返回一个函数地址，这个函数地址对应的函数是一个有int型参数（设其为a）的函数，而这个int型的参数（a）和我们在signal函数内传入的第二个参数（待处理的事件函数func）内的参数（sig）的值是保持一致的，即a=sig 。然后在func（int）函数就和我们的SIGIO联系起来了，通过判断sig和SIGIO的关系来确定我们异步处理信号是否来临，是否执行异步处理函数。

注：键盘为标准的输入，其对应的文件描述符为0；

鼠标对应的文件在/dev/input内，可利用 cat mouse* 的方式，进行鼠标对应文件的的测试

如：输入cat mouse0 然后晃动鼠标，会有信息打印，cat mouse1或者mouse2后不会有信息的打印