linux字符驱动之同步互斥按键驱动

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上一节里，我们将在上一节的基础上修改驱动，将其修改为有异步通知功能的按键驱动，目标是，按下按键时，驱动主动去通知应用程序。是不是感觉驱动已经比较完善了，好像已经是完美无缺了？是不是这样呢？好像不是呢，有没有这么一种情况，多个进程想同时使用驱动的设备节点？在多线的环境下，分分钟可能会发生这种情况。
9 z1 J( ]8 F* M) i: f8 w
上一节文章：linux字符驱动之异步通知按键驱动
6 A% S( d3 @+ }. w, ?3 ~# @8 ?* V
% z* G" H  U: O3 ]  m8 B在这一节里，我们在上一节的基础上，实现同一时刻只能有一个进程使用同一个设备，例如：只能有一个进程，在同一时刻里使用/dev/buttons这个设备。
( N+ D- A2 [7 J8 ~2 @3 w3 b
问：如何实现同一时刻只能有一个进程使用某个设备？

答：使用linux互斥机制
+ |: h4 k/ k9 J: t5 N! A
( A8 o4 B) c# D: J6 F问：linux互斥机制有哪些？

答：有很多种，如：原子变量、互斥锁、信号量、自旋锁、读写锁等等
) O% D9 t% x; i# m4 Y/ o# a
" I7 K0 {3 E: _问：在这一节里，我们使用什么互斥机制？

, r6 S9 j, L7 W2 O答：原子变量/信号量，举二个例子来示范linux的互斥机制

问：如何使用原子变量的互斥机制？
5 n4 B0 ?. g" M5 W0 I6 f+ y! Q6 d, Z
* r# h  d9 _7 Z0 Q' q" |) g答：先定义一个原子变量，然后再初始化它。具体如下：


0 T! z2 o! R" T/* 定义原子变量canopen并初始化为1 */
. ^: @$ R3 s& H7 Jstatic>
- W# D$ ^9 V/ s  y问：与原子变量相关的函数有哪些？
; v. ~/ G4 m* ]0 P8 E答：原子操作指的是在执行过程中不会被别的代码路径所中断的操作，常用原子操作函数举例：
" p& E' h: P; N
0 b# X! ?+ m/ Q9 E& }2 J
, m% ]% i  n7 katomic_t>
问：原子变量相关的函数在此驱动里，在哪来会被调用？
答：既然是防止多个进程打开同一个设备，那自然是在open函数就调用，在close函数也会被调用，示例如下：
) z6 k* K( V9 `* G/ y

( d7 G; R; w, s, I" Pstatic>

' L- U- R0 q9 `1 O' m3 I
原子变量互斥方式应用测试程序源码：
5 r0 a( j% J9 z1 x3 P% E3 ^

+ @* R  h: ]+ N+ \; Y5 N2 a#include <stdio.h>
, l8 u0 B& s2 J) I#include <sys/types.h>
0 w9 [$ V, y* f" ]#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
9 b1 B( v; m  s) x$ J) U#include <unistd.h>
4 O( y! n8 [/ {#include <poll.h>

: S' i0 W* u( R9 k/*>
. D2 x* U6 _$ U# H$ o4 }8 P! f
原子变量互斥方式测试步骤：
9 Y  D: J! q7 @6 i9 N1 B2 ~
5 O. Q6 u* k0 @6 F6 C4 a5 z[WJ2440]#>

1 v1 G% d) q; P# [' b, |2 V3 ^
$ ~) ?: c! v6 M' I信号量互斥方式应用测试程序源码：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>        //sleep
#include <poll.h>
. H$ z+ X$ X0 B! z, a) u1 B#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
( ]1 Z8 ^# B3 A
7 I8 f" i% d/ ]/ e( m4 Q+ P2 W7 gint>
: k: e* i' d8 k
. `# w) \. p" V0 W7 g信号量互斥方式测试步骤：
5 a2 U, {* a2 e! K( r% N
[WJ2440]# ls
Qt             fifth_drv.ko   lib            sddisk         third_test
TQLedtest      fifth_test     linuxrc        second_drv.ko  tmp
app_test       first_drv.ko   mnt            second_test    udisk
9 h( [- x! j9 pbin            first_test     opt            sixth_drv.ko   usr
dev            fourth_drv.ko  proc           sixth_test     var
2 i  g) y1 e8 y: \driver_test    fourth_test    root           sys            web
7 M3 a- J" p, r1 metc            home           sbin           third_drv.ko
[WJ2440]# insmod sixth_drv.ko
8 \; N6 g% k8 c! J[WJ2440]# lsmod              
sixth_drv 3472 0 - Live 0xbf000000
[WJ2440]# ls /dev/buttons -l
crw-rw----    1 root     root      252,   0 Jan  2 04:47 /dev/buttons
[WJ2440]# ./sixth_test &
  \! u7 l6 r3 d2 M* I[WJ2440]# ./sixth_test &
[WJ2440]# ps
  PID USER       VSZ STAT COMMAND
- |  Y: A5 I0 o% n4 W    1 root      2088 S    init
% ~8 ?# B& _! m: s% o9 A/ F    2 root         0 SW<  [kthreadd]
    3 root         0 SW<  [ksoftirqd/0]
7 Q# c% M7 R/ }9 b- ^8 ]- i9 W0 B    4 root         0 SW<  [events/0]
  N9 Y3 E# B9 J  O# T; s* w1 }% _8 a    5 root         0 SW<  [khelper]
: N$ z# A+ V/ O3 j, V- j3 v   11 root         0 SW<  [async/mgr]
  237 root         0 SW<  [kblockd/0]
2 a* Z2 f9 f; V' i  247 root         0 SW<  [khubd]
  254 root         0 SW<  [kmmcd]
% E, r! C7 O3 m) d  278 root         0 SW   [pdflush]
& m) Z; s/ q$ S' X4 Z, L' c  279 root         0 SW   [pdflush]
& U$ J7 c, w% g; G5 I+ a# t. a  280 root         0 SW<  [kswapd0]
  325 root         0 SW<  [aio/0]
  329 root         0 SW<  [nfsiod]
  333 root         0 SW<  [crypto/0]
  443 root         0 SW<  [mtdblockd]
. [* y. Y, ~/ Y$ W8 A8 J  557 root         0 SW<  [usbhid_resumer]
  573 root         0 SW<  [rpciod/0]
0 }5 s8 }3 E3 z+ s8 h0 S5 I  587 root      1508 S    EmbedSky_wdg
  589 root      2092 S    -/bin/sh
  590 root      2088 S    /usr/sbin/telnetd -l /bin/login
$ U9 j( [+ q6 A  602 root      1428 S    ./sixth_test
  603 root      1428 D    ./sixth_test
8 _% `1 j, p4 [  604 root      2092 R    ps

2 H5 H8 I- O+ u! K+ u由上面的测试结果可知：当多次执行./sixth_test &时，可发现进程602的状态为S即睡眠状态，而进程603的状态为D即僵死状态，只有当我们杀死602进程时，603的状态才能变为S正常状态，这也就达到了互斥的目的。

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