Linux内核中断引入用户空间（异步通知机制）

 当linux内核空间发生中断后怎么使用户空间的应用程序运行相应的函数呢，当芯片有数据到来时内核会产生一个中断，但是怎样通知应用程序来取数据，以前这个问题一直困扰我很长时间，后来发现linux中有异步通知机制，在用户程序中用signal注册一个响应SIGIO信号的回调函数，然后在驱动程序中向该进程发出SIGIO信号便完成该功能，下面是该功能具体实施方法：

1.在驱动中定义一个static struct fasync_struct *async;

2.在fasync系统调用中注册fasync_helper(fd, filp, mode, &async);

3.在中断服务程序（顶半部、底半部都可以）发出信号kill_fasync(&async, SIGIO, POLL_IN);

4.在用户应用程序中用signal注册一个响应SIGIO的回调函数signal(SIGIO, sig_handler);

5.通过fcntl(fd, F_SETOWN, getpid())将将进程pid传入内核

6.通过fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | FASYNC)设置异步通知

驱动部分代码：

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1. #include <linux/kernel.h>  
2. #include <linux/errno.h>  
3. #include <linux/module.h>  
4. #include <linux/fs.h>  
5. #include <linux/miscdevice.h>  
6. #include <asm/io.h>  
7. #include <linux/interrupt.h>  
8. #include <linux/irq.h>  
9. #include <linux/gpio.h>  
10. #include <mach/regs-gpio.h>  
11. #include <asm-generic/siginfo.h>  
12. #include <linux/init.h>  
13. #include <asm/signal.h>  
14. #include <linux/timer.h>  
15. #include <asm/uaccess.h>  
16.   
17. #define DEVICE_NAME "mybeep"  
18.   
19. volatile unsigned long *GPBCON;  
20. volatile unsigned long *GPBDAT;  
21. volatile unsigned long *GPBUP;  
22. void beep_start(void);  
23. void beep_stop(void);  
24. int  beep_irq_register(void);  
25. unsigned int flag=1;  
26.   
27. static struct fasync_struct *async; //声明fasync_struct  
28. struct key_irq_desc {  
29.     unsigned int irq;  
30.     int pin;  
31.     int pin_setting;  
32.     int number;  
33.     char *name;  
34. };  
35.   
36. static int beep_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)  
37. {  
38.     printk("application  fasync!\n");  
39.     return fasync_helper(fd, filp, mode, &async);         //注册上层调用进程的信息，上层调用fcntl设置FASYNC会调用这个系统调用  
40. }  
41.   
42. static struct key_irq_desc key_irqs [] = {  
43.     {IRQ_EINT8, S3C2410_GPG(0), S3C2410_GPG0_EINT8, 0, "KEY1"},  
44. };  
45.   
46. static irqreturn_t key_interrupt(int irq, void *dev_id)  
47. {  
48.     kill_fasync(&async, SIGIO, POLL_IN);  //向打开设备文件的进程发出SIGIO信号  
49.     return (IRQ_HANDLED);  
50. }  
51.   
52. void beep_gpiob_init(void)  
53. {  
54.     *GPBCON&=~((1<<0)|(1<<1));  
55.     *GPBCON|=(1<<0);  
56.     *GPBUP&=~(1<<0);  
57. }  
58.   
59. void beep_start(void)  
60. {  
61.     *GPBDAT|=(1<<0);  
62. }  
63.   
64. void beep_stop(void)  
65. {  
66.     *GPBDAT&=~(1<<0);  
67. }  
68.   
69. int beep_open(struct inode *inode, struct file *filp)  
70. {  
71.     if(beep_irq_register() != 0)  
72.     {  
73.         printk("Request irq error!\n");  
74.     }  
75.     printk(KERN_ALERT "application  open!\n");  
76.     return 0;  
77. }  
78.   
79. ssize_t beep_read(struct file *file, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)  
80. {  
81.     printk("application  read!\n");  
82.     return 0;  
83. }  
84.   
85. ssize_t beep_write(struct file *file, const char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)  
86. {  
87.     printk("application  write!\n");  
88.     return 0;  
89. }  
90.   
91. static int beep_release(struct inode *inode, struct file *file)  
92. {  
93.     disable_irq(key_irqs[0].irq);  
94.     free_irq(key_irqs[0].irq, (void *)&key_irqs[0]);  
95.     printk("application  close!\n");  
96.     return beep_fasync(-1, file, 0);  
97. }  
98.   
99. static int beep_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)  
100. {  
101.     switch(cmd)  
102.     {  
103.     case 0:  
104.         beep_start();  
105.         break;  
106.     case 1:  
107.         beep_stop();  
108.         break;  
109.     default:  
110.         break;  
111.     }  
112.     return 0;  
113. }  
114.   
115. static struct file_operations beep_ops = {  
116.     .owner = THIS_MODULE,  
117.     .open = beep_open,  
118.     .release = beep_release,  
119.     .ioctl = beep_ioctl,  
120.     .read = beep_read,  
121.     .write = beep_write,  
122.     .fasync = beep_fasync,  
123. };  
124.   
125. static struct miscdevice beep_misc = {  
126.     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  
127.     .name = DEVICE_NAME,  
128.     .fops = &beep_ops,  
129. };  
130.   
131. int beep_irq_register(void)  
132. {  
133.     int err;  
134.     err = request_irq(key_irqs[0].irq, key_interrupt, 0, key_irqs[0].name, (void *)&key_irqs[0]);  
135.     set_irq_type(key_irqs[0].irq, IRQ_TYPE_EDGE_RISING);  
136.     if(err)  
137.     {  
138.         disable_irq(key_irqs[0].irq);  
139.         free_irq(key_irqs[0].irq, (void *)&key_irqs[0]);  
140.         return -EBUSY;  
141.     }  
142.     return 0;  
143. }  
144.   
145. static int __init beep_init(void)  
146. {  
147.     int ret;  
148.     ret=misc_register(&beep_misc);  
149.     if(ret <0)  
150.     {  
151.         printk("register miscdevice error code:%d\n",ret);  
152.         return ret;  
153.     }  
154.     printk("beep device create!\n");  
155.     GPBCON=(volatile unsigned long *)ioremap(0x56000010,12);  
156.     GPBDAT=GPBCON+1;  
157.     GPBUP=GPBCON+2;  
158.     beep_gpiob_init();  
159.     return 0;  
160. }  
161.   
162. static void __exit beep_exit(void)  
163. {  
164.     iounmap(GPBCON);  
165.     misc_deregister(&beep_misc);  
166.     printk("beep device delete!\n");  
167. }  
168.   
169. MODULE_LICENSE("GPL");  
170. MODULE_AUTHOR("kingdragonfly");  
171. module_init(beep_init);  
172. module_exit(beep_exit);  

用户应用程序代码：

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1. #include <stdio.h>  
2. #include <unistd.h>  
3. #include <signal.h>  
4. #include <fcntl.h>  
5.   
6. void sig_handler(int sig)  
7. {  
8.     if(sig == SIGIO)  
9.     {  
10.         printf("Receive io signal from kernel!\n");  
11.     }  
12. }  
13.   
14. int main(void)  
15. {  
16.     int fd;  
17.     signal(SIGIO, sig_handler);  
18.     fd = open("/dev/mybeep",O_RDWR);  
19.     fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());  
20.     fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | FASYNC);  
21.     printf("waiting key interrupt:\n");  
22.     while(1)  
23.     {  
24.     }  
25. }  

当内核里发生中断时在中断服务程序中发出SIGIO信号从而自动调用相应的回调函数，在回调函数中可以进行相应处理。

上面程序在mini2440开发板实现了按K1键，用户程序自动调用void sig_handler(int sig)功能