从内核空间到用户空间的事件通知

Question

如何在内核空间中发生事件时通知用户空间应用程序？

当数据到达某个GPIO时，硬件会产生中断。 此数据将复制到内核缓冲区。 此时，我希望驱动程序通知应用程序它可以调用read函数将数据形式的内核缓冲区复制到用户空间缓冲区。

我想过使用epoll方法，但epoll表示设备是否可以读取。 我想要的是， epoll表示每当内核缓冲区已满。

并且，有没有办法修改驱动程序中poll_wait()函数的行为？

Answer 1

（如果在聊天会话中回复，但似乎这应该是一个答案，所以把它放在这里更详细。）

poll_wait的作用是将驱动程序添加到用户空间程序等待的文件描述符列表中。 模式是：

• 用户程序调用poll / select / epoll_ctl
• 核心内核调用驱动程序的轮询入口点
• 驱动程序调用poll_wait将其等待队列添加到等待队列列表中（除非GPIO数据已经可读，您通过返回值指示）
• 之后，当设备中断时，您在等待队列上调用wake_up，如果它（仍然）在轮询/选择呼叫中等待，则会解锁该进程
• 用户模式程序唤醒，调用读取实际获取数据

IOW，poll_wait本身不会休眠（或阻塞）; 它只是将您的设备添加到可能稍后唤醒进程的程序列表中。 睡眠是在核心内核中完成的（例如，在select系统调用内）。 这样，用户程序可以使用select一次在任意数量的设备上等待。

如果您的用户空间程序在等待时确实没有其他任何操作，那么您只需读取用户程序调用，并让您的驱动程序设置其等待队列并调用wait_event_interruptible（或其中一个wait_event_ *变种）。 这将阻止进程，直到你的中断处理程序调用wake_up; 此时您从内核缓冲区复制到用户缓冲区。

或者你可以支持这两种方法。 通常，如果您支持select方法，还可以检查读取函数中的O_NONBLOCK文件标志，以便用户代码可以选择不在读取中阻止。

是的，ISR可以调用wake_up。 这是设备I / O的常见模式：“进程上下文”中的等待/阻塞，“中断上下文”中的唤醒，然后在返回到进程上下文后完成I / O.

顺便说一句，从驱动程序的角度来看，使用select，poll或epoll通常是相同的。 从用户的角度来看，使用select或poll更容易一些。 这是一次“一次性”交易：“这里有一组文件描述符;阻塞直到其中一个准备好读取（或写入等）或直到超时”。

而对于epoll，您首先创建一个epoll描述符，然后单独添加I / O文件描述符。 但是，“等待”调用只是指定单个epoll描述符。 因此，如果要等待大量文件描述符，则不必在每次系统调用中指定所有这些文件描述符，这会导致每次epoll调用的系统调用开销降低。