从内核空间到用户空间的事件通知

时间:2014-06-27 05:40:23

标签: linux linux-kernel linux-device-driver epoll

如何在内核空间中发生事件时通知用户空间应用程序?

当数据到达某个GPIO时,硬件会产生中断。 此数据将复制到内核缓冲区。此时,我希望驱动程序通知应用程序它可以调用read函数将数据形式的内核缓冲区复制到用户空间缓冲区。

我想过使用epoll方法,但epoll表示设备是否可以读取。我想要的是,epoll表示内核缓冲区何时满了。

并且,有没有办法修改驱动程序中poll_wait()函数的行为?

1 个答案:

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(已经在聊天会话中回复了,但似乎这应该是一个答案,所以把它放在这里更详细。)

poll_wait的作用是将您的驱动程序添加到用户空间程序等待的文件描述符列表中。模式是:

  • 用户程序调用poll / select / epoll_ctl
  • 核心内核调用您的驱动程序的轮询入口点
  • 驱动程序调用poll_wait将其等待队列添加到等待队列列表中(除非GPIO数据已经可读,您通过返回值指示)
  • 之后,当设备中断时,您在等待队列上调用wake_up,如果它(仍然)在轮询/选择呼叫中等待,则会解锁该过程
  • 用户模式程序唤醒,调用读取实际获取数据

IOW,poll_wait本身不会睡眠(或阻止);它只是将您的设备添加到可能稍后唤醒进程的程序列表中。睡眠是在核心内核中完成的(例如,在select系统调用内)。这样,用户程序可以使用select一次在任意数量的设备上等待。

如果您的用户空间程序在等待时确实没有其他任何操作,那么您只需读取用户程序调用,并让您的驱动程序设置其等待队列并调用wait_event_interruptible(或其他wait_event_ *变种)。这将阻止进程,直到你的中断处理程序调用wake_up;那时你从内核缓冲区复制到用户缓冲区。

或者您可以支持这两种方法。通常,如果您支持select方法,还可以检查读取函数中的O_NONBLOCK文件标志,以便用户代码可以选择 not 阻止读取。

是的,ISR可以调用wake_up。它是设备I / O的常用模式:等待/阻塞"进程上下文",唤醒"中断上下文",然后在返回后完成I / O过程背景。

BTW,从驱动程序的角度来看,使用select,poll或epoll通常是相同的。从用户的角度来看,使用select或poll更容易一些。这是一次拍摄" deal:"这里有一组文件描述符;阻止,直到其中一个准备好读取(或写入等)或直到超时"。

然而,对于epoll,您首先创建一个epoll描述符,然后单独添加I / O文件描述符。然后等待"等待" call只指定单个epoll描述符。因此,如果您要等待大量文件描述符,则不必在每次系统调用中指定所有这些文件描述符,这会导致每个epoll调用的系统调用开销降低。