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linux驅動開發--字符設備：信號量
信號量的使用信號量（semaphore）是用於保護臨界區的一種常用方法，它的使用和自旋鎖類似。與自旋鎖相同，隻有得到信號量的進程才能執行臨界區代碼。但是與自旋鎖不同的是當獲取不到信號量時，進程不會原地打轉而是進入休眠等待狀態。
關於信號量的操作函數：
1、定義信號量
struct semaphore sem;
2、初始化信號量
sema_init(struct semaphore *sem, int val);//用於初始化信號量並設置sem為val
init_MUTEX(struct semaphore *sem);//初始化為1
init_MUTEX_LOCKED();//用於初始化信號量，並將信號量sem的值設置為0.也就是在創建時就處於已鎖定狀態。
DECLARE_MUTEX(name);//定義一個名稱為name的互斥信號量，並將信號量初始化為1
3、獲取信號量
void down(struct semaphore *sem)//獲取信號量，可能導致睡眠，不能再中斷上下文中使用該函數
int down_interruptible(struct semaphore *sem)//獲取信號量，如果信號量不可用進程將設置為TASK_INTERRUPTIBLE類型的睡眠狀態。該函數返回值來區分正常返回還是被信號中斷返回。如果返回值為0代表獲取信號量正常返回，返回非0代表被信號打斷。
int down_killable(struct semaphore *sem)//獲取信號量，如果信號不可用，進程將被設置為TASK_KELLABLE類型的睡眠狀態。
int down_trylock(struct semaphore *sem)//該後雙女戶嚐試獲取信號量sem。如果能夠獲得立即獲得，它就獲得信號量並返回。否則，返回非0值。它不會導致調用者睡眠，可以在中斷上下文中使用。
4、釋放信號量
void up(struct semaphore *sem)//該函數釋放信號量sem。實質上是把sem的值加1，如果sem的值為非正數，表明有任務等待該信號量，因此需要喚醒等待者。
信號量用於同步
如果信號量被初始化為0，則它可以用於同步，同步意味著一個執行單元的繼續執行需等待另一個執行單元完成某事，保證執行的先後順序。
/**
*Copyright (c) 2013.TianYuan
*All rights reserved.
*
*文件名稱: char_device_driver12.c
*文件標識: 信號量
*
*當前版本：1.0
*作者：wuyq
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-29
*/
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/slab.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/gpio.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <linux/spinlock_types.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
#define CDD_MAJOR 200//cat /proc/devices找一個尚未使用的
#define CDD_MINOR 0
#define CDD_COUNT 1//一個cdev控製兩個led
dev_t dev = 0;
u32 cdd_major = 0;
u32 cdd_minor = 0;
struct class *dev_class = NULL;
#define BUF_SIZE 100
struct cdd_cdev{
struct cdev cdev;
struct device *dev_device;
u8 led;
char kbuf[BUF_SIZE];
u32 data_len;//記錄緩衝區中已經寫入數據的長度
//定義一個信號量
struct semaphore sem_open;
};
struct cdd_cdev *cdd_cdevp = NULL;
unsigned long led_gpio_table[2] = {
S5PV210_GPC1(3),//數字
S5PV210_GPC1(4),
};
int cdd_open(struct inode* inode, struct file *filp)
{
struct cdd_cdev *pcdevp = NULL;
printk("enter cdd_open!\n");
pcdevp = container_of(inode->i_cdev, struct cdd_cdev, cdev);
printk("led = %d\n", pcdevp->led);
/*獲取信號量*/
//down獲取信號量不成功，會導致進程睡眠（第3個進程的時候）
//down(&pcdevp->sem_open);
if(down_interruptible(&pcdevp->sem_open)<0){
return -1;
}
filp->private_data = pcdevp;
//申請gpio管腳
gpio_request(led_gpio_table[0], "GPC1_3");
gpio_request(led_gpio_table[1], "GPC1_4");
return 0;
}
int cdd_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
int ret = 0;
u32 pos = *offset;
u32 cnt = count;
struct cdd_cdev *cdevp = filp->private_data;
//printk("enter cdd_read!\n");
if(cnt > (cdevp->data_len-pos) ){
cnt = cdevp->data_len - pos;
}
ret = copy_to_user(buf, cdevp->kbuf+pos, cnt);
//printk("kernel kbuf content:%s\n", cdevp->kbuf);
*offset += cnt;
return ret;
}
int cdd_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
{
int ret = 0;
struct cdd_cdev *cdevp = filp->private_data;
u32 pos = *offset;
u32 cnt = count;
//printk("enter cdd_write!\n");
if(cnt > (BUF_SIZE - pos) ){
cnt = BUF_SIZE - pos;
}
ret = copy_from_user(cdevp->kbuf+pos, buf, cnt);
*offset += cnt;
if(*offset > cdevp->data_len){
cdevp->data_len = *offset;
}
return ret;
}
int cdd_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long data)
{
//printk("enter cdd_ioctl!\n");
switch(cmd){
case 1://點亮燈
//設置管腳為輸出功能
//參數：1.要設置的管腳編號2.默認的輸出值 0低電平1高電平
gpio_direction_output(led_gpio_table[data], 0);
//禁止內部上拉
s3c_gpio_setpull(led_gpio_table[data], SEC_GPIO_PULL_NONE);
//設置輸出值
gpio_set_value(led_gpio_table[data], 1);
break;
case 0://熄滅燈
//設置管腳為輸出功能
//參數：1.要設置的管腳編號2.默認的輸出值 0低電平1高電平
gpio_direction_output(led_gpio_table[data], 0);
//禁止內部上拉
s3c_gpio_setpull(led_gpio_table[data], SEC_GPIO_PULL_NONE);
//設置輸出值
gpio_set_value(led_gpio_table[data], 0);
break;
default:
return -EINVAL;
}
return 0;
}
int cdd_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct cdd_cdev *pcdevp = filp->private_data;
printk("enter cdd_release!\n");
gpio_free(led_gpio_table[0]);
gpio_free(led_gpio_table[1]);
//釋放信號量
up(&pcdevp->sem_open);
return 0;
}
loff_t cdd_llseek(struct file *filp, loff_t offset, int whence)
{
struct cdd_cdev *pcdevp = filp->private_data;
loff_t newpos = 0;
switch(whence){
case SEEK_SET:
newpos = offset;
break;
case SEEK_CUR:
newpos = filp->f_pos + offset;
break;
case SEEK_END:
newpos = pcdevp->data_len + offset;
break;
default:
return -EINVAL;//無效的參數
}
if( newpos<0 || newpos>= BUF_SIZE ){
return -EINVAL;
}
filp->f_pos = newpos;
return newpos;
}
struct file_operations cdd_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = cdd_open,
.read = cdd_read,
.write = cdd_write,
.ioctl = cdd_ioctl,
.release = cdd_release,
.llseek = cdd_llseek,
};
int __init cdd_init(void)
{
int ret = 0;
int i = 0;
if(cdd_major){
dev = MKDEV(CDD_MAJOR, CDD_MINOR);//生成設備號
//注冊設備號;1、要注冊的起始設備號2、連續注冊的設備號個數3、名字
ret = register_chrdev_region(dev, CDD_COUNT, "cdd_demo");
}else{
// 動態分配設備號
ret = alloc_chrdev_region(&dev, cdd_minor, CDD_COUNT, "cdd_demo02");
}
if(ret < 0){
printk("register_chrdev_region failed!\n");
goto failure_register_chrdev;
}
//獲取主設備號
cdd_major = MAJOR(dev);
printk("cdd_major = %d\n", cdd_major);
cdd_cdevp = kzalloc(sizeof(struct cdd_cdev)*CDD_COUNT, GFP_KERNEL);
if(IS_ERR(cdd_cdevp)){
printk("kzalloc failed!\n");
goto failure_kzalloc;
}
/*創建設備類*/
dev_class = class_create(THIS_MODULE, "cdd_class");
if(IS_ERR(dev_class)){
printk("class_create failed!\n");
goto failure_dev_class;
}
for(i=0; i<CDD_COUNT; i++){
/*初始化cdev*/
cdev_init(&(cdd_cdevp[i].cdev), &cdd_fops);
/*添加cdev到內核*/
cdev_add(&(cdd_cdevp[i].cdev), dev+i, 1);
/* “/dev/xxx” */
device_create(dev_class, NULL, dev+i, NULL, "cdd%d", i);
cdd_cdevp[i].led = i;
//初始化信號量
sem_init(&cdd_cdevp[i].sem_open, 2);//用戶空間運行打開2次
}
return 0;
failure_dev_class:
kfree(cdd_cdevp);
failure_kzalloc:
unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);
failure_register_chrdev:
return ret;
}
void __exit cdd_exit(void)
{
/*逆序消除*/
int i = 0;
for(; i < CDD_COUNT; i++){
device_destroy(dev_class, dev+i);
cdev_del(&(cdd_cdevp[i].cdev));
//cdev_del(&((cdd_cdevp+i)->cdev));
}
class_destroy(dev_class);
kfree(cdd_cdevp);
unregister_chrdev_region(dev, CDD_COUNT);
}
module_init(cdd_init);
module_exit(cdd_exit);
/**
*Copyright (c) 2013.TianYuan
*All rights reserved.
*
*文件名稱: char_device_driver12_test.c
*文件標識: 隻允許用戶空間有2個進程可以開發設備文件，第3個進程睡眠
*
*當前版本：1.0
*作者：wuyq
*
*取代版本：xxx
*原作者：xxx
*完成日期：2013-11-29
*/
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/*手工創建設備節點文件
mknod /dev/cdd c 248 0
*/
int fd = 0;
char rbuf[100];
char wbuf[100] = "nihao!\n";
int main()
{
char ch;
fd = open("/dev/led0", O_RDWR);
if(fd < 0){
printf("open failed!\n");
return -1;
}
printf("open successed fd = %d\n", fd);
while(1)
{
printf("starting to test /dev/cdd...\n");
ch = getchar();
getchar();//取走回車
if(ch == 'q'){
break;
}
switch(ch){
case 'r':
memset(rbuf, 0, 100);//清空
read(fd, rbuf, 3);
printf("user space from kernel: %s\n", rbuf);
break;
case 'w':
write(fd, wbuf, strlen(wbuf) );
break;
case 'o':
ioctl(fd, 0, 0);
break;
case 'O':
ioctl(fd, 1, 0);
break;
case 'p':
ioctl(fd, 0, 1);
break;
case 'P':
ioctl(fd, 1, 1);
break;
case 'l':
lseek(fd, 0, SEEK_SET);//移動的文件的開頭
break;
default:
break;
}
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}
最後更新：2017-04-03 12:54:34