Linux 设备驱动--- 阻塞型字符设备驱动 --- O_NONBLOCK --- 非阻塞标志

阻塞：

在设计简单字符驱动程序时，要注意一个重要问题.

当一个设备无法立刻满足用户的读写请求时应当如何处理?

例如：调用 read 时没有数据可读，但以后可能会有；

或者一个进程试图向设备写入数据，但是设备暂时没有准备好接收数据.

应用程序通常不关心这种问题，应用程序只是调用 read 或 write 并得到返回值.

驱动程序应当 ( 缺省地 ) 阻塞进程，使它进入睡眠，直到请求可以得到满足.

阻塞操作：

是指在执行设备操作时，若不能获得资源则挂起进程，直到满足可操作的条件后进行操作，

被挂起的进程进入睡眠状态，被从调度器的运行队列移走，直到等待的条件被满足.

非阻塞操作：

进程不能进行设备操作时并不挂起，他或者放弃，或者不停的查询，直到可以进行操作为止.

阻塞方式-read- 实现：

在阻塞型驱动程序中，read 实现方式如下：

如果进程调用 read ，但设备 没有数据 或
数据不足，进程阻塞.

当新数据到达后，唤醒被阻塞进程.

阻塞方式-write- 实现：

在阻塞型驱动程序中，write 实现方式如下：

如果进程调用了 write ，但设备 没有足够的空间供其写入数据，进程阻塞.

当设备中的数据被读走后，缓冲区中空出部分空间，则唤醒进程.

非阻塞方式的读写操作：

阻塞方式是文件读写操作的默认方式，但是应用程序员可通过使用O_NONBLOCK
标志来人为

的设置读写操作为非阻塞方式 .( 该标志定义在 < linux/fcntl.h > 中，在打开文件时指定 ) .

如果设置了 O_NONBLOCK 标志，read 和 write 的行为是不同的 ，如果进程没有数据就绪时调用了 read ，

或者在缓冲区没有空间时调用了 write ，系统只是简单的返回 -EAGAIN，而不会阻塞进程.

实例 --- 读阻塞的实现：

用 while 是因为可能别的信号唤醒了睡眠，我们要通过while 重新检测是否真有数据了....

实例 --- 按键驱动阻塞实现：

1，在 open 函数 查看看是 阻塞方式 还是 非阻塞方式：

file 结构体中含有 f_flags 标志位，看是 阻塞方式 还是 非阻塞方式：
O_NONBLOCK 为 非阻塞方式；

if (file->f_flags & O_NONBLOCK)  /* 非 阻塞操作 */
{
if (down_trylock(&button_lock))   /* 无法获取信号量，down_trylock 立马返回 一个 非零值 */
return -EBUSY;
}
else                             /* 阻塞操作 */
{
/* 获取信号量 */
down(&button_lock);   /* 获取不到  睡眠 */
}

2，在 read 函数中同样查看：

if (file->f_flags & O_NONBLOCK)       /* 非 阻塞操作 */
{
if (!ev_press)                 /* ev_press 为 1 表示有按键按下，为 0 if 成立 ，没有按键按下， */
return -EAGAIN;        /* 返回 -EAGAIN 让再次来执行 */
}
else                                   /* 阻塞操作 */
{
/* 如果没有按键动作, 休眠 */
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
}

3，应用程序中：

1，以阻塞方式运行：

后台执行应用程序，进程处于睡眠状态，按下按键，立马打印按键号；

int main(int argc, char **argv)
{
unsigned char key_val;
int Oflags;

fd = open("/dev/buttons", O_RDWR );
if (fd < 0)
{
printf("can't open!\n");
return -1;
}

while (1)
{
read(fd, &key_val, 1);
printf("key_val: 0x%x\n", key_val);
}

return 0;
}

2，以非阻塞方式运行：

open 驱动程序的时候，传入标志 O_NONBLOCK 非阻塞；
后台执行应用程序：

int main(int argc, char **argv)
{
unsigned char key_val;
int ret;
int Oflags;

fd = open("/dev/buttons", O_RDWR | O_NONBLOCK);
if (fd < 0)
{
printf("can't open!\n");
return -1;
}

while (1)
{
ret = read(fd, &key_val, 1);
printf("key_val: 0x%x, ret = %d\n", key_val, ret);
sleep(5);
}

return 0;
}

非阻塞方式，没有按键值按下，程序立马返回；

read 返回值 为 -1；