驱动开发，IO模型之IO多路复用实现过程，select方式

1.IO多路复用简介

        当在应用程序中同时实现对多个硬件数据读取时就需要用到IO多路复用。io多路复用有select/poll/epoll三种实现方式。如果进程同时监听的多个硬件数据都没有准备好，进程切换进入休眠状态，当一个或者多个硬件数据准备就绪后，休眠的进程被唤醒，读取准备好的硬件数据。

         本实验监听自定义事件和鼠标事件；

 

2.代码

---pro1.c---应用程序（IO多路复用）

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
 
int main(int argc, const char *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    int fd1,fd2;
    fd1 = open("/dev/input/mouse0", O_RDWR);
    if (fd1 < 0)
    {
        printf("鼠标事件文件失败\n");
        exit(-1);
    }
 
    fd2 = open("/dev/myled0", O_RDWR);
    if (fd2 < 0)
    {
        printf("自定义事件文件失败\n");
        exit(-1);
    }
 
    //定义事件集合
    fd_set readfds;
    while(1)
    {
        //清空事件集合
        FD_ZERO(&readfds);
        //将要监听的文件描述符添加到可读集合中
        FD_SET(fd1,&readfds);
        FD_SET(fd2,&readfds);
        
        //等待事件就绪
        int ret =  select(fd2+1,&readfds,NULL,NULL,NULL);
        if(ret < 0)
        {
            printf("select err\n");
            exit(-1);
        }
        //判断事件的发生
        if(FD_ISSET(fd1,&readfds))
        {
            read(fd1,buf,sizeof(buf));
            printf("鼠标事件发生%s\n",buf);
            memset(buf,0,sizeof(buf));
        }
        if(FD_ISSET(fd2,&readfds))
        {
            read(fd2,buf,sizeof(buf));
            printf("自定义设备事件发生%s\n",buf);
            memset(buf,0,sizeof(buf));
        }
    }
    
    close(fd1);
    close(fd2);
 
    return 0;
}

---pro2.c---应用程序（模拟自定义设备数据就绪）

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(int argc, const char *argv[])
{
    char buf[128] = "hello world";
    int fd = open("/dev/myled0", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("打开设备文件失败\n");
        exit(-1);
    }
 
    write(fd, buf, sizeof(buf));
 
    close(fd);
 
    return 0;
}

---mycdev.c---驱动程序

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/io.h>
#include "head.h"
#include <linux/device.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/wait.h>
#include<linux/poll.h>
 
char kbuf[128] = {0};
unsigned int major;
struct class *cls;
struct device *dev;
unsigned int condition = 0;
 
// 定义一个等待队列头
wait_queue_head_t wq_head;
 
// 封装操作方法
int mycdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
 
ssize_t mycdev_read(struct file *file, char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{
    int ret;
    // 判断IO方式
   /* if (file->f_flags & O_NONBLOCK) // 非堵塞
    {
    }
    else
    {
        // 堵塞,先检查condition再将进程休眠
        wait_event_interruptible(wq_head, condition);
    }*/
    ret = copy_to_user(ubuf, kbuf, size);
    if (ret)
    {
        printk("copy_to_ user err\n");
        return -EIO;
    }
    condition = 0; // 下一次硬件数据没有就绪
 
    return 0;
}
ssize_t mycdev_write(struct file *file, const char *ubuf, size_t size, loff_t *lof)
{
    int ret;
    // 从用户拷贝数据，模拟硬件数据
    ret = copy_from_user(kbuf, ubuf, size);
    if (ret)
    {
        printk("copy_from_user err\n");
        return -EIO;
    }
 
    condition = 1;
    wake_up_interruptible(&wq_head);
 
    return 0;
}
//封装POLL方法
__poll_t mycdev_poll(struct file *file, struct poll_table_struct *wait)
{
    __poll_t mask = 0;
    //向上提交等待队列头
    poll_wait(file,&wq_head,wait);
    //根据事件是否发生给一个合适的返回值
    if(condition)
    {
        mask = POLLIN;
    }
    
    return mask;
}
int mycdev_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return 0;
}
 
struct file_operations fops = {
    .open = mycdev_open,
    .read = mycdev_read,
    .poll = mycdev_poll,
    .write = mycdev_write,
    .release = mycdev_close,
};
 
// 入口函数
static int __init mycdev_init(void)
{
    //初始化等待队列
    init_waitqueue_head(&wq_head);
 
    major = register_chrdev(0, "myled", &fops);
    if (major < 0)
    {
        printk("字符设备驱动注册失败\n");
        return major;
    }
    printk("字符设备驱动注册成功:major=%d\n", major);
 
    // 向上提交目录
    cls = class_create(THIS_MODULE, "MYLED");
    if (IS_ERR(cls))
    {
        printk("向上提交目录失败\n");
        return -PTR_ERR(cls);
    }
    printk("向上提交目录成功\n");
 
    // 向上提交设备节点信息
    int i;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "myled%d", i);
        if (IS_ERR(dev))
        {
            printk("向上提交设备节点信息失败\n");
            return -PTR_ERR(dev);
        }
    }
    printk("向上提交设备节点信息成功\n");
 
    return 0;
}
 
// 出口函数
static void __exit mycdev_exit(void)
{
    // 销毁设备节点信息
    int i;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        device_destroy(cls, MKDEV(major, i));
    }
 
    // 销毁目录信息
    class_destroy(cls);
 
    // 字符设备驱动注销
    unregister_chrdev(major, "myled");
}
 
// 声明
// 入口函数地址
module_init(mycdev_init);
// 出口函数地址
module_exit(mycdev_exit);
// 遵循的GPL协议
MODULE_LICENSE("GPL");

3.测试结果

        执行pro2.c，自定义事件被监听到；

        在ubuntu上动鼠标，鼠标事件被监听；