Linux驅(qū)動(dòng)實(shí)踐：驅(qū)動(dòng)程序如何發(fā)送【信號(hào)】給應(yīng)用程序？

作 ?者：道哥，10 年嵌入式開發(fā)老兵，專注于：C/C 、嵌入式、Linux。

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目錄

• kill 命令和信號(hào)

• 使用 kill 命令發(fā)送信號(hào)

• 多線程中的信號(hào)

• 信號(hào)注冊(cè)和處理函數(shù)
  

• 驅(qū)動(dòng)程序代碼示例：發(fā)送信號(hào)

• 功能需求

• 驅(qū)動(dòng)程序代碼

• 驅(qū)動(dòng)模塊 Makefile

• 編譯和加載
  

• 應(yīng)用程序代碼示例：接收信號(hào)

• 注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)

• 測(cè)試驗(yàn)證

別人的經(jīng)驗(yàn)，我們的階梯！

大家好，我是道哥，今天我為大伙兒解說(shuō)的技術(shù)知識(shí)點(diǎn)是：【驅(qū)動(dòng)層中，如何發(fā)送信號(hào)給應(yīng)用程序】。

在上一篇文章中，我們討論的是：在應(yīng)用層如何發(fā)送指令來(lái)控制驅(qū)動(dòng)層的 GPIOLinux驅(qū)動(dòng)實(shí)踐：如何編寫【 GPIO 】設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序？。控制的方向是從應(yīng)用層到驅(qū)動(dòng)層：

那么，如果想讓程序的執(zhí)行路徑從下往上，也就是從驅(qū)動(dòng)層傳遞到應(yīng)用層，應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)呢？

最容易、最簡(jiǎn)單的方式，就是通過(guò)發(fā)送信號(hào)！

這篇文章繼續(xù)以完整的代碼實(shí)例來(lái)演示如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

kill 命令和信號(hào)

使用 kill 命令發(fā)送信號(hào)

關(guān)于 Linux 操作系統(tǒng)的信號(hào)，每位程序員都知道這個(gè)指令：使用 kill 工具來(lái)“殺死”一個(gè)進(jìn)程：

$ kill -9 <進(jìn)程的 PID>
這個(gè)指令的功能是：向指定的某個(gè)進(jìn)程發(fā)送一個(gè)信號(hào) 9，這個(gè)信號(hào)的默認(rèn)功能是：是停止進(jìn)程。

雖然在應(yīng)用程序中沒(méi)有主動(dòng)處理這個(gè)信號(hào)，但是操作系統(tǒng)默認(rèn)的處理動(dòng)作是終止應(yīng)用程序的執(zhí)行。

除了發(fā)送信號(hào) 9，kill 命令還可以發(fā)送其他的任意信號(hào)。

在 Linux 系統(tǒng)中，所有的信號(hào)都使用一個(gè)整型數(shù)值來(lái)表示，可以打開文件 /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum.h(你的系統(tǒng)中可能位于其它的目錄) 查看一下，比較常見的幾個(gè)信號(hào)是：

/* Signals. */
#define SIGINT 2 /* Interrupt (ANSI). */
#define SIGKILL 9 /* Kill, unblockable (POSIX). */
#define SIGUSR1 10 /* User-defined signal 1 (POSIX). */
#define SIGSEGV 11 /* Segmentation violation (ANSI). */
#define SIGUSR2 12 /* User-defined signal 2 (POSIX). */
...
...
#define SIGSYS 31 /* Bad system call. */
#define SIGUNUSED 31

#define _NSIG 65 /* Biggest signal number 1
(including real-time signals). */

/* These are the hard limits of the kernel. These values should not be
used directly at user level. */
#define __SIGRTMIN 32
#define __SIGRTMAX (_NSIG - 1)
信號(hào) 9 對(duì)應(yīng)著 SIGKILL，而信號(hào)11（SIGSEGV）就是最令人討厭的Segmentfault！

這里還有一個(gè)地方需要注意一下：實(shí)時(shí)信號(hào)和非實(shí)時(shí)信號(hào)，它倆的主要區(qū)別是：

1. 非實(shí)時(shí)信號(hào)：操作系統(tǒng)不確保應(yīng)用程序一定能接收到(即：信號(hào)可能會(huì)丟失);

2. 實(shí)時(shí)信號(hào)：操作系統(tǒng)確保應(yīng)用程序一定能接收到;

如果我們的程序設(shè)計(jì)，通過(guò)信號(hào)機(jī)制來(lái)完成一些功能，那么為了確保信號(hào)不會(huì)丟失，肯定是使用實(shí)時(shí)信號(hào)的。

從文件 signum.h 中可以看到，實(shí)時(shí)信號(hào)從 __SIGRTMIN（數(shù)值：32） 開始。

多線程中的信號(hào)

我們?cè)诰帉憫?yīng)用程序時(shí)，雖然沒(méi)有接收并處理 SIGKILL 這個(gè)信號(hào)，但是一旦別人發(fā)送了這個(gè)信號(hào)，我們的程序就被操作系統(tǒng)停止掉了，這是默認(rèn)的動(dòng)作。

那么，在應(yīng)用程序中，應(yīng)該可以主動(dòng)聲明接收并處理指定的信號(hào)，下面就來(lái)寫一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)例。

在一個(gè)應(yīng)用程序中，可能存在多個(gè)線程;

當(dāng)有一個(gè)信號(hào)發(fā)送給此進(jìn)程時(shí)，所有的線程都可能接收到，但是只能有一個(gè)線程來(lái)處理;

在這個(gè)示例中，只有一個(gè)主線程來(lái)接收并處理信號(hào);

信號(hào)注冊(cè)和處理函數(shù)

按照慣例，所有應(yīng)用程序文件都創(chuàng)建在 ~/tmp/App 目錄中。

// 文件：tmp/App/app_handle_signal/app_handle_signal.c

#include
#include
#include
#include
#include

// 信號(hào)處理函數(shù)
static void signal_handler(int signum, siginfo_t *info, void *context)
{
// 打印接收到的信號(hào)值
printf("signal_handler: signum = %d \n", signum);
}

int main(void)
{
int count = 0;
// 注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)
struct sigaction sa;
sigemptyset(