linux字符驱动之同步互斥按键驱动

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上一节里，我们将在上一节的基础上修改驱动，将其修改为有异步通知功能的按键驱动，目标是，按下按键时，驱动主动去通知应用程序。是不是感觉驱动已经比较完善了，好像已经是完美无缺了？是不是这样呢？好像不是呢，有没有这么一种情况，多个进程想同时使用驱动的设备节点？在多线的环境下，分分钟可能会发生这种情况。

& F- U1 ]0 h% Y- [9 D5 Q& L" q- u上一节文章：linux字符驱动之异步通知按键驱动
7 y+ }  q4 Y) I. X. G- J0 I: S6 R# M
( `: a' U3 ?; T2 E! j! ~8 d! I在这一节里，我们在上一节的基础上，实现同一时刻只能有一个进程使用同一个设备，例如：只能有一个进程，在同一时刻里使用/dev/buttons这个设备。

问：如何实现同一时刻只能有一个进程使用某个设备？

  ]/ {5 L, P! ^1 {答：使用linux互斥机制

- \) k$ z/ n/ i3 C5 W问：linux互斥机制有哪些？

答：有很多种，如：原子变量、互斥锁、信号量、自旋锁、读写锁等等
& C1 G2 [6 z! R. j
% S3 R; [6 I* q+ \7 t问：在这一节里，我们使用什么互斥机制？
5 R3 x: e) d+ E0 S" G1 \
答：原子变量/信号量，举二个例子来示范linux的互斥机制

0 O% J2 w( \: o+ Q7 @, P' W- M问：如何使用原子变量的互斥机制？

答：先定义一个原子变量，然后再初始化它。具体如下：
( v" ?" t) Z8 t+ E0 [
! _4 U! N; f/ [' u2 M
: ?7 `: g" W5 m2 @/* 定义原子变量canopen并初始化为1 */
" {! \% C% d. Y! D8 N9 Tstatic>
问：与原子变量相关的函数有哪些？
# d' J) e7 H1 L  j答：原子操作指的是在执行过程中不会被别的代码路径所中断的操作，常用原子操作函数举例：
: J8 w8 T* A0 i9 C+ P& d5 I
+ M. {: E; O, v3 O, p; E" y" A: [6 d
atomic_t>
4 b$ e# x2 p2 v7 T问：原子变量相关的函数在此驱动里，在哪来会被调用？
答：既然是防止多个进程打开同一个设备，那自然是在open函数就调用，在close函数也会被调用，示例如下：
/ j" j5 J5 m$ X, a" W5 Q& {* k
  r1 ~6 V$ s9 ^5 S& _
4 T+ z; r" X- g, W! Y* Z3 Astatic>
* z/ A- l' o% B6 d# J) t

6 S. `) Z6 g5 k2 U' W6 @3 |原子变量互斥方式应用测试程序源码：
, r  Y& o; _. G8 T
* i" X' s$ y( ^2 n
. M5 [: @, l- S4 U8 v#include <stdio.h>
; l- `% g+ L' g#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
. K' T2 u+ d0 J9 V" r0 V#include <poll.h>
: F& w9 a; o3 E* ?. [
5 D* a4 N( l+ j5 t/*>

原子变量互斥方式测试步骤：
- S; ~) h$ X  y
7 N0 y) k9 j* G& E0 H; X[WJ2440]#>
, v% u5 U, u& s4 p6 ^- t9 Z  g

信号量互斥方式应用测试程序源码：
6 H$ J. U. o$ j6 }* s$ s#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
# L9 A2 H  e1 B* Y, W#include <sys/stat.h>
. x3 W5 A' U8 J6 D#include <fcntl.h>
2 A2 d' ?. [" ?* H! o#include <unistd.h>        //sleep
; u, L2 `2 ?6 A% a7 P7 F' d#include <poll.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
, m# i! p( g3 }1 w, ?
int>
2 @& v, r& E. d# ^. X2 G* g2 b
信号量互斥方式测试步骤：
- L' ?( T! B* G: C+ a
[WJ2440]# ls
Qt             fifth_drv.ko   lib            sddisk         third_test
( a8 H7 v8 H7 a/ x' {5 ]1 E9 v% \% ZTQLedtest      fifth_test     linuxrc        second_drv.ko  tmp
app_test       first_drv.ko   mnt            second_test    udisk
bin            first_test     opt            sixth_drv.ko   usr
dev            fourth_drv.ko  proc           sixth_test     var
. m& m2 j0 B8 V& d! gdriver_test    fourth_test    root           sys            web
* n: f* m6 Z8 h0 ~, Z+ X' Z- Yetc            home           sbin           third_drv.ko
[WJ2440]# insmod sixth_drv.ko
[WJ2440]# lsmod              
sixth_drv 3472 0 - Live 0xbf000000
9 C2 @0 W' O: K% l5 ~[WJ2440]# ls /dev/buttons -l
crw-rw----    1 root     root      252,   0 Jan  2 04:47 /dev/buttons
( f0 y$ x, f5 r4 \2 A+ s[WJ2440]# ./sixth_test &
[WJ2440]# ./sixth_test &
[WJ2440]# ps
  PID USER       VSZ STAT COMMAND
; y* N" u" P" ]0 ~% X9 i. ]6 w    1 root      2088 S    init
* f0 W! m2 p3 {) M    2 root         0 SW<  [kthreadd]
    3 root         0 SW<  [ksoftirqd/0]
    4 root         0 SW<  [events/0]
    5 root         0 SW<  [khelper]
   11 root         0 SW<  [async/mgr]
( i1 |4 u( }2 L) R: S  237 root         0 SW<  [kblockd/0]
0 Q9 I: L. S; G) ~  247 root         0 SW<  [khubd]
  254 root         0 SW<  [kmmcd]
  278 root         0 SW   [pdflush]
6 B4 u& y- x1 h  279 root         0 SW   [pdflush]
) H  P% n# _+ s, @* x* ?$ @* s  280 root         0 SW<  [kswapd0]
  325 root         0 SW<  [aio/0]
. y8 z5 {, t( N  G  329 root         0 SW<  [nfsiod]
- p3 U8 |4 J1 n( r  333 root         0 SW<  [crypto/0]
  443 root         0 SW<  [mtdblockd]
  557 root         0 SW<  [usbhid_resumer]
  573 root         0 SW<  [rpciod/0]
  587 root      1508 S    EmbedSky_wdg
  589 root      2092 S    -/bin/sh
  590 root      2088 S    /usr/sbin/telnetd -l /bin/login
  602 root      1428 S    ./sixth_test
% Z. \; ?: m" H* I) ~  603 root      1428 D    ./sixth_test
  604 root      2092 R    ps
/ m  Y# W$ x0 f0 ^1 F+ w
由上面的测试结果可知：当多次执行./sixth_test &时，可发现进程602的状态为S即睡眠状态，而进程603的状态为D即僵死状态，只有当我们杀死602进程时，603的状态才能变为S正常状态，这也就达到了互斥的目的。

! q, m) e# d" B( C


6 n- l; b8 i7 \  R

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