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研发客服同步、互斥、阻塞的概念：
同步：在并发程序设计中，各进程对公共变量的访问必须加以制约，这种制约称为同步。
互斥机制：访问共享资源的代码区叫做临界区，这里的共享资源可能被多个线程需要，但这些共享资源又不能被同时访问，因此临界区需要以某种互斥机制加以保护，以确保共享资源被互斥访问。
阻塞与非阻塞：阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起，调用线程只有在得到结果之后才会返回。非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程，而是直接返回。
在按键驱动的例子中，如果有多个应用程序调用按键驱动的设备文件，这时候就要利用同步与互斥的概念对这个种情况进行处理：
1、利用原子变量标志来判断设备文件是否被打开，原子变量在操作的时候不能被打断，它是利用关闭中断的方式实现的，一旦关闭了中断，内核将不能对进程进行调度，这就保证了原子性。
直接修改驱动代码，先定义一个原子变量
static atomic_t open_flag = ATOMIC_INIT(1); //定义原子变量open_flag 并初始化为1
接着修改打开文件的函数与关闭文件的函数，初始化时open_flag 为1，一旦打开函数被调用则会减1变为0。关闭函数被调用后会加1又变成1。
a、在sixth_drv_open 中利用atomic_dec_and_test函数判断是否已经被调用，如果返回值为0，说明已经被调用。调用atomic_inc函数，并且返回。
b、在sixth_drv_close中第调用atomic_inc。
static int sixth_drv_open (struct inode * inode, struct file * file)
{
int ret;
if(atomic_dec_and_test(&open_flag)==0)//自检后是否为0,不为0说明已经被人调用
{
atomic_inc(&open_flag);//原子变量+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);//原子变量+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、利用信号量对打开的文件进行保护：信号量（semaphore）是用于保护临界区的一种常用方法，只有得到信号量的进程才能执行临界区代码。当获取不到信号量时，进程进入休眠等待状态。
直接修改驱动代码，先定义一个互斥锁
static DECLARE_MUTEX(button_lock); //定义互斥锁
接着更改按键驱动中打开文件的函数与关闭文件的函数：
a、在sixth_drv_open函数中如果文件打开方式非阻塞的，那么调用down_trylock函数获取信号量，此函数如果获取不到信号量，直接返回；如果打开文件的方式是阻塞的，那么调用down函数，如果获取不到信号量，则将进程休眠直到获取信号量为止。
b、在sixth_drv_close函数利用up函数直接释放掉信号量。
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))//获取信号量失败则返回
return -EBUSY;
}
else
down(&button_lock);//获得信号量
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);//释放信号量
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;
}
将完整的按键驱动的源代码贴出
#include
#include
#include
#include
#include //含有iomap函数iounmap函数
#include //含有copy_from_user函数
#include
#include //含有S3C2410_GPF0等相关的
#include
#include //含有IRQT_BOTHEDGE触发类型
#include
#include
#include //含有各种错误返回值
//#include
static struct class *sixth_drv_class;//类
static struct class_device *sixth_drv_class_dev;//类下面的设备
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);//注册一个等待队列button_waitq
static atomic_t open_flag = ATOMIC_INIT(1); //定义原子变量open_flag 并初始化为1
static DECLARE_MUTEX(button_lock); //定义互斥锁
/*
*0x01、0x02、0x03、0x04表示按键被按下
*/
/*
*0x81、0x82、0x83、0x84表示按键被松开
*/
/*
*利用dev_id的值为pins_desc来判断是哪一个按键被按下或松开
*/
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
unsigned int pin_val;
struct pin_desc * pin_desc = (struct pin_desc *)dev_id;//取得哪个按键被按下的状态
pin_val = s3c2410_gpio_getpin(pin_desc->pin);
if(pin_val) //按键松开
key_val = 0x80 | pin_desc->key_val;
else
key_val = pin_desc->key_val;
wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */
ev_press = 1;
kill_fasync(&sixth_fasync, SIGIO, POLL_IN);//发生信号给进程
return IRQ_HANDLED;
}
static int sixth_drv_open (struct inode * inode, struct file * file)
{
int ret;
// if(atomic_dec_and_test(&open_flag)==0)//自检后是否为0,不为0说明已经被人调用
// {
// atomic_inc(&open_flag);//原子变量+1
// return -EBUSY;
// }
if(file->f_flags & O_NONBLOCK)//非阻塞方式
{
if(down_trylock(&button_lock))//获取信号量失败则返回
return -EBUSY;
}
else
down(&button_lock);//获得信号量
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);//原子变量+1
up(&button_lock);//释放信号量
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)//判断是否有按键按下，如果没有直接返回
{
key_val = 0;
copy_to_user(userbuf, &key_val, 1);
return -EBUSY;
}
}
else//如果没有按键动作，直接进入休眠
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);//将当前进程放入等待队列button_waitq中