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。

+ i% G: _" R& K; s1 M# n上一节文章：linux字符驱动之异步通知按键驱动

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。
# {" U4 k0 N3 Q* ]# ~  K' h
% R; z0 t2 S5 b  |1 D问：如何实现同一时刻只能有一个进程使用某个设备？
: j; }0 r" z0 b; a* D/ ^
答：使用linux互斥机制
6 T1 j/ T+ \9 D6 t
& }5 A$ a- g, e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

问：在这一节里，我们使用什么互斥机制？
/ q1 c( D) ]0 [
答：原子变量/信号量，举二个例子来示范linux的互斥机制
: ^/ M5 s, G5 w" a+ P
问：如何使用原子变量的互斥机制？
" p! m  c3 L. `  e" h4 g% q% L
! w& p) Z* g, }% F4 s# ^答：先定义一个原子变量，然后再初始化它。具体如下：

, k& z0 n9 l7 G1 B$ A6 M; w+ f3 [
/* 定义原子变量canopen并初始化为1 */
. J6 V+ Z6 C! qstatic>
问：与原子变量相关的函数有哪些？
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：

, t/ I! F: {- W$ V/ v6 K. E
4 c* E/ N9 h1 `. D' k# ?. O! aatomic_t>
' V. `9 o4 y+ b9 G7 U( c' i2 m8 w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：
* U% H8 Q" C: H+ x3 F
7 Q/ e: @& D6 i8 x4 L. W6 {/ w9 u
static>
# n3 x* X9 N7 B: K: z

% u! S, e# S1 `6 I9 x5 |, Q8 p" k原子变量互斥方式应用测试程序源码：


#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
/ j4 k' n- H" k* `9 P. X& }#include <unistd.h>
& A4 p! I( M6 ?9 d#include <poll.h>

/*>

- K$ k! v% V/ B5 Q. ]" G2 {& {原子变量互斥方式测试步骤：
5 M/ Y$ a2 Y3 |4 m% F
% W  F. E( T, E4 c. }[WJ2440]#>
& V/ j+ C  L5 i  J3 `/ {9 j
7 R' T2 Y) U  C6 g1 ^0 {) p* y" ?
信号量互斥方式应用测试程序源码：
#include <stdio.h>
1 T  B/ P; ?# F0 I1 M8 I#include <sys/types.h>
4 u) _. w9 o* j  U1 C8 y/ e9 c#include <sys/stat.h>
, e; |# A( o, W, N8 |" S5 e$ ~$ p#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>        //sleep
( m1 Z( s2 e) t8 \" F8 A#include <poll.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>

int>
+ {. N6 {2 o/ X. w6 @7 A& o
信号量互斥方式测试步骤：

[WJ2440]# ls
Qt             fifth_drv.ko   lib            sddisk         third_test
TQLedtest      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
driver_test    fourth_test    root           sys            web
etc            home           sbin           third_drv.ko
[WJ2440]# insmod sixth_drv.ko
[WJ2440]# lsmod              
sixth_drv 3472 0 - Live 0xbf000000
[WJ2440]# ls /dev/buttons -l
crw-rw----    1 root     root      252,   0 Jan  2 04:47 /dev/buttons
" }; i$ ^& X- ~0 W" u[WJ2440]# ./sixth_test &
' S8 z" A' t( j' b1 z[WJ2440]# ./sixth_test &
[WJ2440]# ps
+ ?; i  Y2 g& d; d5 O  PID USER       VSZ STAT COMMAND
    1 root      2088 S    init
  ^4 t7 ~" G# r    2 root         0 SW<  [kthreadd]
/ p7 X, ~5 r# M" g+ \    3 root         0 SW<  [ksoftirqd/0]
    4 root         0 SW<  [events/0]
    5 root         0 SW<  [khelper]
   11 root         0 SW<  [async/mgr]
  237 root         0 SW<  [kblockd/0]
' f; }1 Z" G+ c) s9 X  247 root         0 SW<  [khubd]
  254 root         0 SW<  [kmmcd]
* h7 \8 S6 A# f8 r  278 root         0 SW   [pdflush]
  279 root         0 SW   [pdflush]
  280 root         0 SW<  [kswapd0]
% y5 [0 [5 M6 t1 n' m! v7 v5 `1 d. Q) g  325 root         0 SW<  [aio/0]
  329 root         0 SW<  [nfsiod]
  }- V. N7 ?8 a  333 root         0 SW<  [crypto/0]
  443 root         0 SW<  [mtdblockd]
- k* o  z+ _9 K  557 root         0 SW<  [usbhid_resumer]
  573 root         0 SW<  [rpciod/0]
3 O1 {  l9 y( t  587 root      1508 S    EmbedSky_wdg
3 H: O: j/ h4 Y2 J6 b  589 root      2092 S    -/bin/sh
  590 root      2088 S    /usr/sbin/telnetd -l /bin/login
  602 root      1428 S    ./sixth_test
7 p* i& s+ }+ s2 T+ T6 w  603 root      1428 D    ./sixth_test
5 Q4 Z( }) a& J7 y  604 root      2092 R    ps
4 U6 D. ]0 Y1 S" t
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。

$ \2 E. m6 R. t0 r8 o5 j  U0 w



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