從內核空間到用戶空間的事件通知

Question

如何在內核空間中發生事件時通知用戶空間應用程序？

當數據到達某個GPIO時，硬件會產生中斷。 此數據將復制到內核緩沖區。 此時，我希望驅動程序通知應用程序它可以調用read函數將數據形式的內核緩沖區復制到用戶空間緩沖區。

我想過使用epoll方法，但epoll表示設備是否可以讀取。 我想要的是， epoll表示每當內核緩沖區已滿。

並且，有沒有辦法修改驅動程序中poll_wait()函數的行為？

Answer 1

（如果在聊天會話中回復，但似乎這應該是一個答案，所以把它放在這里更詳細。）

poll_wait的作用是將驅動程序添加到用戶空間程序等待的文件描述符列表中。 模式是：

• 用戶程序調用poll / select / epoll_ctl
• 核心內核調用驅動程序的輪詢入口點
• 驅動程序調用poll_wait將其等待隊列添加到等待隊列列表中（除非GPIO數據已經可讀，您通過返回值指示）
• 之后，當設備中斷時，您在等待隊列上調用wake_up，如果它（仍然）在輪詢/選擇呼叫中等待，則會解鎖該進程
• 用戶模式程序喚醒，調用讀取實際獲取數據

IOW，poll_wait本身不會休眠（或阻塞）; 它只是將您的設備添加到可能稍后喚醒進程的程序列表中。 睡眠是在核心內核中完成的（例如，在select系統調用內）。 這樣，用戶程序可以使用select一次在任意數量的設備上等待。

如果您的用戶空間程序在等待時確實沒有其他任何操作，那么您只需讀取用戶程序調用，並讓您的驅動程序設置其等待隊列並調用wait_event_interruptible（或其中一個wait_event_ *變種）。 這將阻止進程，直到你的中斷處理程序調用wake_up; 此時您從內核緩沖區復制到用戶緩沖區。

或者你可以支持這兩種方法。 通常，如果您支持select方法，還可以檢查讀取函數中的O_NONBLOCK文件標志，以便用戶代碼可以選擇不在讀取中阻止。

是的，ISR可以調用wake_up。 這是設備I / O的常見模式：“進程上下文”中的等待/阻塞，“中斷上下文”中的喚醒，然后在返回到進程上下文后完成I / O.

順便說一句，從驅動程序的角度來看，使用select，poll或epoll通常是相同的。 從用戶的角度來看，使用select或poll更容易一些。 這是一次“一次性”交易：“這里有一組文件描述符;阻塞直到其中一個准備好讀取（或寫入等）或直到超時”。

而對於epoll，您首先創建一個epoll描述符，然后單獨添加I / O文件描述符。 但是，“等待”調用只是指定單個epoll描述符。 因此，如果要等待大量文件描述符，則不必在每次系統調用中指定所有這些文件描述符，這會導致每次epoll調用的系統調用開銷降低。