小知识点：

/proc/devices文件
这个文件列出字符和块设备的主设备号，以及分配到这些设备号的设备名称

前言；

1，上几期（查询方式、中断方式、POLL机制）读取按键值都是应用程序主动读取按键值，那么有无被动读取呢？答：异步通知机制（核心：发送信号）

异步通知机制的作用是，可以让驱动通知应用去读取数据。

进程间发信号用：kill -信息 PID（进程号）

　　　　　　　　PID（进程号）可在终端用ps查询

2，简单发送信号的测试程序；

（1）程序源码 doubixiaohanhan.c

#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

void signal_function(int signal)
{
	static int time = 0;
	time ++;
	printf("Recieved a signal: %d,%d times\n",signal,time);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	signal(SIGUSR1,signal_function);
	while (1)
	{
		sleep(5000);
	}
	
	return 0;
}

//signal函数原型：（可以使用man signal 命令查询）

（2）编译

arm-linux-gcc -o test doubixiaohanhan.c

（3）拷贝到网络文件系统，后台执行程序： ./test &

（4）使用ps命令查看进程：

可以看到./test进程处于休眠状态

（5）发送信号：

从上图也可以看出，信号SIGUSR1=10，验证；发送kill -10 771也可以得到同样的结果。

常见的信号类型：

#define SIGHUP           1
#define SIGINT           2
#define SIGQUIT          3
#define SIGILL           4
#define SIGTRAP          5
#define SIGABRT          6
#define SIGIOT           6
#define SIGBUS           7
#define SIGFPE           8
#define SIGKILL          9
#define SIGUSR1         10
#define SIGSEGV         11
#define SIGUSR2         12
#define SIGPIPE         13
#define SIGALRM         14
#define SIGTERM         15
#define SIGSTKFLT       16
#define SIGCHLD         17
#define SIGCONT         18
#define SIGSTOP         19
#define SIGTSTP         20
#define SIGTTIN         21
#define SIGTTOU         22
#define SIGURG          23
#define SIGXCPU         24
#define SIGXFSZ         25
#define SIGVTALRM       26
#define SIGPROF         27
#define SIGWINCH        28
#define SIGIO           29
#define SIGPOLL         SIGIO
/*
#define SIGLOST         29
*/
#define SIGPWR          30
#define SIGSYS          31
#define SIGUNUSED       31

/* These should not be considered constants from userland.  */
#define SIGRTMIN        32
#define SIGRTMAX        _NSIG

#define SIGSWI          32

从上述可以看出，之前使用的kill -9结束某个进程，这个信号是：#define SIGKILL 9

kill_fasync发送信号函数分析

1，void kill_fasync(struct fasync_struct **fp, int sig, int band)

2，void __kill_fasync(struct fasync_struct *fa, int sig, int band)

3，void send_sigio(struct fown_struct *fown, int fd, int band)

4，static void send_sigio_to_task(struct task_struct *p,
			       struct fown_struct *fown, 
			       int fd,
			       int reason)

5， band_table[reason - POLL_IN];

6，/* Table to convert sigio signal codes into poll band bitmaps */

static const long band_table[NSIGPOLL] = {
	POLLIN | POLLRDNORM,			/* POLL_IN */
	POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND,	/* POLL_OUT */
	POLLIN | POLLRDNORM | POLLMSG,		/* POLL_MSG */
	POLLERR,				/* POLL_ERR */
	POLLPRI | POLLRDBAND,			/* POLL_PRI */
	POLLHUP | POLLERR			/* POLL_HUP */
};

7，int group_send_sig_info(int sig, struct siginfo *info, struct task_struct *p)

8，int  __group_send_sig_info(int sig, struct siginfo *info, struct task_struct *p)

9，static int send_signal(int sig, struct siginfo *info, struct task_struct *t,
			struct sigpending *signals)

备注：#define POLL_IN(__SI_POLL|1) /* data input available */

驱动程序；

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <linux/poll.h>

static struct class            *button_class;
static struct class_device	  *button_class_dev;

volatile unsigned long *gpfcon;
volatile unsigned long *gpfdat;
volatile unsigned long *gpgcon;
volatile unsigned long *gpgdat;

struct pin_desc{
	unsigned int pin;
	unsigned int key_val;
};

/* 键值: 按下时, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04 */
/* 键值: 松开时, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84 */
struct pin_desc pins_desc[4] = {
	{S3C2410_GPF0,   0x01},
	{S3C2410_GPF2,   0x02},
	{S3C2410_GPG3,   0x03},
	{S3C2410_GPG11, 0x04},
};

//保存键值
static unsigned char key_val;     

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_interrupt_wait);//等待队列
static volatile int ev_press = 0;

static struct fasync_struct *button_async_queue;//定义一个信号相关的结构体

// 按键中断函数
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
	struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;
	unsigned int val;

	val = s3c2410_gpio_getpin(pindesc ->pin);

	if(val)
	{
	//按键松开
		key_val = 0x80 |pindesc->key_val;
	}
	else
	{
		key_val = pindesc->key_val;
	}
	
	ev_press  = 1;
	wake_up_interruptible(&button_interrupt_wait);//唤醒队列button_interrupt_wait
	//发送信号通知signal 函数
	kill_fasync(&button_async_queue, SIGIO, POLL_IN);


	return 0;
}

static int button_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{
	printk("  Driver: debug program  ");
	if (fasync_helper(fd, file, on, &button_async_queue) >= 0)
		return 0;
	else
		return -EIO;
}


static int button_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{	

	/* 配置GPF0,2为中断输入引脚 */
	/* 配置GPG3,11为中断输入引脚 */
	request_irq(IRQ_EINT0,   buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "button_1", &pins_desc[0]);//双边沿触发
	request_irq(IRQ_EINT2,   buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "button_2", &pins_desc[1]);
	request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "button_3", &pins_desc[2]);
	request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "button_4", &pins_desc[3]);	

	return 0;
}

static ssize_t button_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
	//no button press , button_interrupt_wait enters wait queue
	wait_event_interruptible(button_interrupt_wait, ev_press);


	copy_to_user(buf, &key_val, 1);
	ev_press  = 0;
	return 0;
}


static int button_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
	free_irq(IRQ_EINT0,  &pins_desc[0]);
	free_irq(IRQ_EINT2,  &pins_desc[1]);
	free_irq(IRQ_EINT11, &pins_desc[2]);
	free_irq(IRQ_EINT19, &pins_desc[3]);
	return 0;
}

static unsigned int button_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
	unsigned int mask = 0;

	poll_wait(file, &button_interrupt_wait, wait);
	
	if(ev_press)
		mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
	
	return mask;
}
static struct file_operations button_drv_fops = {
	.owner   =  THIS_MODULE,   
  	.open     =  button_drv_open,     
	.read      =  button_drv_read,	   
	.release  =  button_drv_close,
	.poll       =  button_drv_poll,
	.fasync   =  button_drv_fasync,
};

int major;
static int button_drv_init(void)
{
	major = register_chrdev(0, "button_drv", &button_drv_fops);//注册一个设备
	button_class = class_create(THIS_MODULE, "button_drv");//创建一个类
	//创建类设备/* /dev/buttons */
	button_class_dev = class_device_create(button_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); 
	gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
	gpfdat = gpfcon + 1;
	gpgcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000060, 16);
	gpgdat = gpgcon + 1;

	return 0;
}
static void button_drv_exit(void)
{
	unregister_chrdev(major, "button_drv");
	class_device_unregister(button_class_dev);
	class_destroy(button_class);
	iounmap(gpfcon);
	iounmap(gpgcon);
}
module_init(button_drv_init);
module_exit(button_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

测试程序；

#include <signal.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int fd;
void signal_function(int signal_num)
{
	static int timer = 0;
	unsigned char button_val;
	timer ++;
	read(fd,&button_val,1);
	printf("Recieved a signal: %d,%d times\n",signal_num,timer);
	printf("Recieved a button: %d\n",button_val);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int Oflags;
	
	signal(SIGIO,signal_function);
	
	fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open /dev/buttons!\n");
		return -1;
	}
	
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); //设置本进程为fd文件的拥有者，没有这一步，内核不会知道应该将信号发给哪个进程
Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);   //获取设备文件的f_flags
fcntl(fd, F_SETFL, oflags | FASYNC); //为了启用异步通知机制，还需对设备设置FASYNC标志
	
	while (1)
	{
		sleep(5000);
	}
	
	return 0;
}

Makefile;

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6
all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
	rm -rf modules.order Module.symvers button.mod.c  
.PHONY:
clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order Module.symvers button.mod.c 
obj-m   += signal_readButton.o

测试；

与上期测试一样；当有按键活动时，驱动程序发送信号给应用程序，应用程序然后使用read函数读取按键值

添加的主要代码：

1，驱动程序中使用的相关代码：

（1）static struct fasync_struct *button_async_queue;//定义一个信号相关的结构体
	
（2）kill_fasync(&button_async_queue, SIGIO, POLL_IN);//发送信号通知signal 函数

（3）static int button_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{
	printk("  Driver: debug program  ");
	if (fasync_helper(fd, file, on, &button_async_queue) >= 0)
		return 0;
	else
		return -EIO;
}

（4）.fasync   =  button_drv_fasync,

2，应用程序中使用的相关代码：

#include <signal.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int fd;
void signal_function(int signal_num)
{
	static int timer = 0;
	unsigned char button_val;
	timer ++;
	read(fd,&button_val,1);
	printf("Recieved a signal: %d,%d times\n",signal_num,timer);
	printf("Recieved a button: %d\n",button_val);
}

	int Oflags;
	
	signal(SIGIO,signal_function);
	
	fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());
	Oflags = fcntl(fd,F_GETFL);
	fcntl(fd,F_SETFL,Oflags | FASYNC);
	

补充：

fcntl是计算机中的一种函数，通过fcntl可以改变已打开的文件性质。fcntl针对描述符提供控制。参数fd是被参数cmd操作的描述符。针对cmd的值，fcntl能够接受第三个参数int arg。

fcntl的返回值与命令有关。如果出错，所有命令都返回－1，如果成功则返回某个其他值。

参数fd：
        参数fd代表欲设置的文件描述符。

参数cmd：
        参数cmd代表打算操作的指令。
有以下几种情况:
F_DUPFD用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述符，并且复制参数fd的文件描述符。执行成功则返回新复制的文件描述符。新描述符与fd共享同一文件表项，但是新描述符有它自己的一套文件描述符标志，其中FD_CLOEXEC文件描述符标志被清除。请参考dup2()。
F_GETFD取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。
F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg 的FD_CLOEXEC位决定。
F_GETFL 取得文件描述符状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。
F_SETFL 设置文件描述符状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。
F_GETLK 取得文件锁定的状态。
F_SETLK 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l_type 值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。
F_SETLKW F_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。

总结：

应用程序使用fcntl()设置当前进程的pid和FASYNC标志。

进而调用驱动程序的fasync()，即fasync_helper()。然后申请和设置fasync_struct结构，将此结构挂载到驱动程序的fasync_struct结构链表中。当设备可用时，驱动程序会使用kill_fasync()，从fasync_struct链表中，查找所有的等待进程，然后调用send_sigio发送相应的消息给进程。进程接收到消息，就会跳转到与消息绑定的消息处理函数中。