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同步、互斥、阻塞的概念：

同步：在并發(fā)程序設計中，各進程對公共變量的訪問必須加以制約，這種制約稱為同步。

互斥機制：訪問共享資源的代碼區(qū)叫做臨界區(qū)，這里的共享資源可能被多個線程需要，但這些共享資源又不能被同時訪問，因此臨界區(qū)需要以某種互斥機制加以保護，以確保共享資源被互斥訪問。

阻塞與非阻塞：阻塞調用是指調用結果返回之前，當前線程會被掛起，調用線程只有在得到結果之后才會返回。非阻塞調用指在不能立刻得到結果之前，該調用不會阻塞當前線程，而是直接返回。

在按鍵驅動的例子中，如果有多個應用程序調用按鍵驅動的設備文件，這時候就要利用同步與互斥的概念對這個種情況進行處理：

1、利用原子變量標志來判斷設備文件是否被打開，原子變量在操作的時候不能被打斷，它是利用關閉中斷的方式實現(xiàn)的，一旦關閉了中斷，內核將不能對進程進行調度，這就保證了原子性。

直接修改驅動代碼，先定義一個原子變量

static atomic_t open_flag = ATOMIC_INIT(1); //定義原子變量open_flag 并初始化為1

接著修改打開文件的函數(shù)與關閉文件的函數(shù)，初始化時open_flag 為1，一旦打開函數(shù)被調用則會減1變?yōu)?。關閉函數(shù)被調用后會加1又變成1。

a、在sixth_drv_open 中利用atomic_dec_and_test函數(shù)判斷是否已經被調用，如果返回值為0，說明已經被調用。調用atomic_inc函數(shù)，并且返回。

b、在sixth_drv_close中第調用atomic_inc。

static int sixth_drv_open (struct inode * inode, struct file * file)

{

int ret;

if(atomic_dec_and_test(&open_flag)==0)//自檢后是否為0,不為0說明已經被人調用

{

atomic_inc(&open_flag);//原子變量+1

return -EBUSY;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's1', (void * )&pins_desc[0]);

if(ret)

{

printk('open failed 1n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's2', (void * )& pins_desc[1]);

if(ret)

{

printk('open failed 2n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's3', (void * )&pins_desc[2]);

if(ret)

{

printk('open failed 3n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's4', (void * )&pins_desc[3]);

if(ret)

{

printk('open failed 4n');

return -1;

}

return 0;

}

static int sixth_drv_close(struct inode * inode, struct file * file)

{

atomic_inc(&open_flag);//原子變量+1

free_irq(IRQ_EINT0 ,(void * )&pins_desc[0]);

free_irq(IRQ_EINT2 ,(void * )& pins_desc[1]);

free_irq(IRQ_EINT11 ,(void * )&pins_desc[2]);

free_irq(IRQ_EINT19 ,(void * )&pins_desc[3]);

return 0;

}

2、利用信號量對打開的文件進行保護：信號量（semaphore）是用于保護臨界區(qū)的一種常用方法，只有得到信號量的進程才能執(zhí)行臨界區(qū)代碼。當獲取不到信號量時，進程進入休眠等待狀態(tài)。

直接修改驅動代碼，先定義一個互斥鎖

static DECLARE_MUTEX(button_lock); //定義互斥鎖

接著更改按鍵驅動中打開文件的函數(shù)與關閉文件的函數(shù)：

a、在sixth_drv_open函數(shù)中如果文件打開方式非阻塞的，那么調用down_trylock函數(shù)獲取信號量，此函數(shù)如果獲取不到信號量，直接返回；如果打開文件的方式是阻塞的，那么調用down函數(shù)，如果獲取不到信號量，則將進程休眠直到獲取信號量為止。

b、在sixth_drv_close函數(shù)利用up函數(shù)直接釋放掉信號量。

static int sixth_drv_open (struct inode * inode, struct file * file)

{

int ret;

if(file->f_flags & O_NONBLOCK)//非阻塞方式

{

if(down_trylock(&button_lock))//獲取信號量失敗則返回

return -EBUSY;

}

else

down(&button_lock);//獲得信號量

ret = request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's1', (void * )&pins_desc[0]);

if(ret)

{

printk('open failed 1n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's2', (void * )& pins_desc[1]);

if(ret)

{

printk('open failed 2n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's3', (void * )&pins_desc[2]);

if(ret)

{

printk('open failed 3n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's4', (void * )&pins_desc[3]);

if(ret)

{

printk('open failed 4n');

return -1;

}

return 0;

}

static int sixth_drv_close(struct inode * inode, struct file * file)

{

up(&button_lock);//釋放信號量

free_irq(IRQ_EINT0 ,(void * )&pins_desc[0]);

free_irq(IRQ_EINT2 ,(void * )& pins_desc[1]);

free_irq(IRQ_EINT11 ,(void * )&pins_desc[2]);

free_irq(IRQ_EINT19 ,(void * )&pins_desc[3]);

return 0;

}

將完整的按鍵驅動的源代碼貼出

#include <linux/module.h>

#include

#include //含有iomap函數(shù)iounmap函數(shù)

#include //含有copy_from_user函數(shù)

#include //含有類相關的處理函數(shù)

#include gpio.h>//含有S3C2410_GPF0等相關的

#include //含有IRQ_HANDLEDIRQ_TYPE_EDGE_RISING

#include //含有IRQT_BOTHEDGE觸發(fā)類型

#include //含有request_irq、free_irq函數(shù)

#include

#include //含有各種錯誤返回值

//#include

static struct class *sixth_drv_class;//類

static struct class_device *sixth_drv_class_dev;//類下面的設備

static int sixthmajor;

static unsigned long *gpfcon = NULL;

static unsigned long *gpfdat = NULL;

static unsigned long *gpgcon = NULL;

static unsigned long *gpgdat = NULL;

struct fasync_struct *sixth_fasync;

static unsigned int key_val;

struct pin_desc

{

unsigned int pin;

unsigned int key_val;

};

static struct pin_desc pins_desc[4] =

{

{S3C2410_GPF0,0x01},

{S3C2410_GPF2,0x02},

{S3C2410_GPG3,0x03},

{S3C2410_GPG11,0x04}

};

static unsigned int ev_press;

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);//注冊一個等待隊列button_waitq

static atomic_t open_flag = ATOMIC_INIT(1); //定義原子變量open_flag 并初始化為1

static DECLARE_MUTEX(button_lock); //定義互斥鎖

*0x01、0x02、0x03、0x04表示按鍵被按下

*0x81、0x82、0x83、0x84表示按鍵被松開

*利用dev_id的值為pins_desc來判斷是哪一個按鍵被按下或松開

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)

{

unsigned int pin_val;

struct pin_desc * pin_desc = (struct pin_desc *)dev_id;//取得哪個按鍵被按下的狀態(tài)

pin_val = s3c2410_gpio_getpin(pin_desc->pin);

if(pin_val) //按鍵松開

key_val = 0x80 | pin_desc->key_val;

else

key_val = pin_desc->key_val;

wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 喚醒休眠的進程 */

ev_press = 1;

kill_fasync(&sixth_fasync, SIGIO, POLL_IN);//發(fā)生信號給進程

return IRQ_HANDLED;

}

static int sixth_drv_open (struct inode * inode, struct file * file)

{

int ret;

// if(atomic_dec_and_test(&open_flag)==0)//自檢后是否為0,不為0說明已經被人調用

// {

// atomic_inc(&open_flag);//原子變量+1

// return -EBUSY;

// }

if(file->f_flags & O_NONBLOCK)//非阻塞方式

{

if(down_trylock(&button_lock))//獲取信號量失敗則返回

return -EBUSY;

}

else

down(&button_lock);//獲得信號量

ret = request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's1', (void * )&pins_desc[0]);

if(ret)

{

printk('open failed 1n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's2', (void * )& pins_desc[1]);

if(ret)

{

printk('open failed 2n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's3', (void * )&pins_desc[2]);

if(ret)

{

printk('open failed 3n');

return -1;

}

ret = request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, 's4', (void * )&pins_desc[3]);

if(ret)

{

printk('open failed 4n');

return -1;

}

return 0;

}

static int sixth_drv_close(struct inode * inode, struct file * file)

{

// atomic_inc(&open_flag);//原子變量+1

up(&button_lock);//釋放信號量

free_irq(IRQ_EINT0 ,(void * )&pins_desc[0]);

free_irq(IRQ_EINT2 ,(void * )& pins_desc[1]);

free_irq(IRQ_EINT11 ,(void * )&pins_desc[2]);

free_irq(IRQ_EINT19 ,(void * )&pins_desc[3]);

return 0;

}

static ssize_t sixth_drv_read(struct file * file, char __user * userbuf, size_t count, loff_t * off)

{

int ret;

if(count != 1)

{

printk('read errorn');

return -1;

}

if(file->f_flags & O_NONBLOCK)//非阻塞方式

{

if(!ev_press)//判斷是否有按鍵按下，如果沒有直接返回

{

key_val = 0;

copy_to_user(userbuf, &key_val, 1);

return -EBUSY;

}

else//如果沒有按鍵動作，直接進入休眠

wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);//將當前進程放入等待隊列button_waitq中

[1] [2]

關鍵字：Linux驅動同步互斥阻塞引用地址：Linux驅動之同步、互斥、阻塞的應用

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