Linux内核开发之异步通知与异步I/O(五)

“小王呢，今天开始讲AIO与设备驱动，这也是设备驱动通知与异步IO的最后一节了，下次咱们就要开始讲更高级的东西，比如中断啦，时钟等”

在Linux内核中，每个IO请求都对应一个kiocb结构体，其ki_filp成员指向对应的file指针，通过is_sync_kiocb可以判断某Kiocb时候为同步IO请求，如果非真，表示是异步IO请求。

块设备和网络设备本身就是异步的。只有字符设备驱动必须明确指出应支持AIO.需要说明的是AIO对于大多数字符设备而言都不是必须的。只有少数才需要。

在字符设备驱动程序中，file_operations包含了3个和AIO相关的函数。如下：

ssize_t(*aio_read)(structkiocb*iocb,char*buffer,size_tcount,loff_toffset);
ssize_t(*aio_write)(structkiocb*iocb,constchar*buffer,size_tcount,loff_toffset);
int(*aio_fsync)(structkiocb*iocb,intdatasync);

aio_read()和aio_write()与file_operation中的read()和write()中的offset参数不同，它直接传递值，而后者传递的是指针。这两个函数本身也不一定完成读写操作，它只是发起，初始化读写操作。

下面来看看实际的代码部分：

//异步读
staticssize_txxx_aio_read(structkiocb*iocb,char*buffer,size_tcount,loff_toffset)
{
returnxxx_defer_op(0,iocb,buf,count,pos);
}

//异步写
staticssize_txxx_aio_write(structkiocb*iocb,constchar*buffer,size_tcount,loff_toffset)
{
returnxxx_defer_op(1,iocb,(char*)buf,count,pos);
}

//初始化异步IO
staticintxxx_defer_op(intwrite,structkiocb*iocb,char*buf,size_tcount,loff_tpos)
{
structasync_work*async_wk;
intresult;
//当可以访问buffer时进行复制
if(write)
{
result=xxx_write(iocb->ki_filp,buf,count,&pos);
}
else
{
result=xxx_read(iocb->ki_filp,buf,count,&pos);
}
//如果是同步IOCB,立即返回状态
if(is_sync_kiocb(iocb))
returnresutl;
//否则，推后几us执行
async_wk=kmalloc(sizeof(*async_wk),GFP_KERNEL));
if(async_wk==NULL)
returnresult;
async_wk->aiocb=iocb;
async_wk->result=result;
INIT_WORK(&async_wk->work,xxx_do_deferred_op,async_wk);
schedule_delayed_work(&async_wk->work,HZ/100);
return-EIOCBOUEUED;//控制权限返回给用户空间
}
//延迟后执行
staticvoidxxx_do_deferred_op(void*p)
{
structasync_work*async_wk=(structasync_work*)p;
aio_complete(async_wk_iocb,async_wk->result,0);
kfree(async_wk);
}

在上述代码中有一个async_work的结构体定义如下：

structasync_work
{
structkiocb*iocb;//kiocb结构体指针
intresult;//执行结果
structwork_structwork;//工作结构体
};

在上边代码中最核心的是使用aync_work结构体将操作延迟，通过schedule_delayed_work可以调度其运行，而aio_complete的调用用于通知内核驱动程序已经完成了操作。

最后，这一大章的内容都讲完了，一连5节，小王，你好好整理整理，下次就要开始新的内容了。