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Linux驱动学习之内核poll阻塞

news 2025/7/17 5:03:31

在linux系统编程课程中学习过多路IO复用，简单来说就三个函数select，poll，epoll。

对于select

此函数是跨平台的，可以在windows，Linux中使用。

对于poll与epoll

只能在linux平台下使用，

epoll底层实现是一个红黑树，效率高，检测的文件更多。

这三个函数可以实现并发。

前面的章节中讲了，等待队列用于内核与上层的数据同步，现在我们来实现内核poll与上层的数据同步。

通过前面我们知道，内核驱动中，如果read函数中没有阻塞，上层read就没有阻塞，可是在linux系统编程课中，明明学习的read函数是阻塞的，这里可以大胆的猜测，系统编程实在别人写好的驱动上运行的，他内核驱动内部实现了read的阻塞。

本章学习内核poll机制，学完对理解linux系统编程多路io复用有很大帮助。

内核poll的实现

在文件操作结构体中有一个poll函数，我们实现这个函数，并在这个函数中实现阻塞，那么上层调用这个函数就会调用上册函数阻塞。

那么poll阻塞是怎么实现的呢。

poll阻塞的实现

在poll函数里调用 poll_wait()函数。
在合适的情况下返回合适的值。

当然内核poll阻塞是靠等待队列实现的，所以，要在需要地方唤醒。

API函数

 void poll_wait(struct file * filp, wait_queue_head_t * wait_address, poll_table *p)
{

参数1：poll函数的第一个参数，

参数2：等待队列地址

参数3：poll函数第二个参数

整体实现

在其他地方调用，并设置cond=1；当然也得在别的地方把cond变为0，不然就只在开头阻塞一次。

读取按键整体代码

#include "linux/cdev.h"
#include "linux/device.h"
#include "linux/device/class.h"
#include "linux/poll.h"
#include "linux/export.h"
#include "linux/fs.h"
#include "linux/gpio.h"
#include "linux/interrupt.h"
#include "linux/irq.h"
#include "linux/module.h"
#include "linux/of_device.h"
#include "linux/of_gpio.h"
#include "linux/platform_device.h"
#include "linux/poll.h"
#include "linux/printk.h"
#include "linux/timer.h"
#include "linux/types.h"
#include "linux/uaccess.h"
#include "linux/wait.h"
#include "linux/zconf.h"
uint32_t pin;
dev_t dev_num;
struct cdev *cdev;
struct class *cls;
struct device * dev;
uint8_t cond;
struct timer_list timer;DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(queue);
uint8_t val;
irqreturn_t fun(int i, void * a)
{val=gpio_get_value(pin);printk("%d\r\n",val);mod_timer(&timer, jiffies+msecs_to_jiffies(10));return 0;
}
static ssize_t read(struct file *f, char __user *b, size_t s, loff_t *offt)
{cond=0;// wait_event_interruptible(queue,cond);int a=copy_to_user(b,&val,1);if(a){}return 0;
}
static int open(struct inode *i, struct file *f)
{int ret=devm_request_irq(dev, gpio_to_irq(pin),fun,IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,"key", NULL);printk("%d\r\n",ret);return ret;
}
static int close(struct inode *i, struct file *f)
{devm_free_irq(dev,gpio_to_irq(pin),NULL);return 0;
}
__poll_t poll (struct file *f, struct poll_table_struct *p)
{poll_wait(f, &queue, p);if(cond==1){return EPOLLIN;}return 0;
}
struct file_operations fops={.owner=THIS_MODULE,.read=read,.open=open,.release=close,.poll=poll,
};
void func(struct timer_list *tl)
{wake_up_interruptible(&queue);cond=1;
}
int probe(struct platform_device *d)
{timer_setup(&timer, func, 0);dev=&d->dev;pin=of_get_named_gpio(d->dev.of_node,"key_pin",0);printk("%d\r\n",pin);printk("%d\r\n", platform_get_irq(d,0));printk("irq_num=%d", gpio_to_irq(pin));gpio_request(pin,"key");gpio_direction_input(pin);// devm_request_irq(&d->dev, gpio_to_irq(pin),fun,IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,"key", NULL);alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1,"key");cdev=cdev_alloc();cdev->ops=&fops;cdev_add(cdev,dev_num,1);cls=class_create(THIS_MODULE, "key");device_create(cls, NULL,dev_num,NULL,"key");return 0;
}
int remove(struct platform_device *d)
{return 0;
}
static struct of_device_id match={.compatible="key",
};static struct platform_driver driver={.probe=probe,.remove=remove,.driver={.name="key",.of_match_table=&match,},
};
static int __init start(void)
{platform_driver_register(&driver);printk(KERN_INFO "Hello, world!\n");return 0;
}
static void __exit stop(void)
{platform_driver_unregister(&driver);printk(KERN_INFO "Goodbye, world!\n");
}
module_init(start);
module_exit(stop);
MODULE_LICENSE("GPL");