信號量在LINUX系統I2C驅動程序的應用

劉新

【摘要】 在LINUX中，設備驅動程序與磁盤文件相同，都是經過打開、讀寫數據、關閉等一系列過程，當硬件有數據時直接讀取，無數據時等待，驅動程序不斷查詢。在LINUX中有信號量機制，本文討論信號量在驅動程序中的應用。

【關鍵詞】 嵌入式LINUX 信號量 驅動程序 I2C

一、引言

筆者在開發嵌入式LINUX系統I2C驅動，通過實驗將信號機制運用到驅動程序中，實現了硬件中斷請求的消息傳遞，從而提高軟件運行效率。

二、異步通知技術

筆者查閱書籍，發現LINUX可以使用信號來處理事件，在設備驅動中也有異步通知SIGIO信號，當新數據到達時發送SIGIO信號通知上層程序讀數據。異步通知只有一個SIGIO信號，當多個設備都發送該信號，用戶進程無法區分，必須用poll或select函數來確定數據來源。筆者研究發現信號機制經過POSIX擴展后，用sigaction（）可以傳遞文件句柄，用戶進程就可區分信號來源了。

三、信號在I2C驅動的應用

3.1 I2C驅動信號接口

用戶進程使用fcntl執行F_SETOWN，進程ID號就保存在file->f_owner中，執行F_SETFL在設備中置FASYNC標志，設備有新數據時發送一個SIGIO信號，該信號被存放在file->f_owner中。

3.2信號的安裝

使用sigaction（）安裝信號函數。該函數有三個參數，第一個為信號值，第二個是結構sigaction指針，第三個未用。

在結構sigaction中sa_sigaction是信號函數。該信號函數有三個參數，第一個為信號值，第二個是siginfo_t結構指針，第三個未用。在siginfo_t結構中，si_fd就是文件句柄。

結構sigaction的sa_flags中SA_SIGINFO標志位被設定表示附帶的參數可以被傳遞到信號函數中。

四、測試

下面用兩個I2C設備fd、fd1來測試信號在驅動程序的應用。

經測試，I2C驅動程序達到了實時中斷的要求，互不干擾。

結語：筆者以I2C驅動程序為例，拋磚引玉，推廣到其他驅動程序的編寫上來，會使嵌入式LINUX代碼更短，方法更簡單，效率更高。

參 考 文 獻

[1]LINU設備驅動程序.第二版.魏永明，駱剛，姜君譯.北京：中國電力出版社.2002.11.

[2]Linux內核設計與實現.第一版.陳莉君譯.北京：機械工出版社.2006.5.

[3]Linux程序設計.第一版.楊曉云，王建橋，楊濤等譯.北京：機械工業出版社.2002.1.