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非阻塞IO
在應用程序中，使用open函數(shù)打開一個/dev目錄下的一個設備文件時，默認是以阻塞的方式打開。
所謂阻塞，就是當我們請求的資源不可用時（資源被占用，沒有數(shù)據(jù)到達等等），會使得進程休眠，從現(xiàn)象看就是卡在那里。
應用層
如果我們希望以非阻塞方式打開設備文件，則應該在open設備文件時，添加一個O_NONBLOCK的flag參數(shù)，例如：
fd = open("/dev/vser0", O_RDWR | O_NONBLOCK);
驅動層
應用層以非阻塞方式打開設備文件，則驅動層也要有對應的處理操作才行。
應用層傳入的O_NONBLOCK標志，會保存在struct file結構體的f_flags成員中。當資源不可用時，同時判斷f_flags變量是否為O_NONBLOCK，有則代表以非阻塞方式打開，然后返回一個-EAGAIN錯誤，提示應用層資源暫時不可用。
下面是驅動中read函數(shù)非阻塞處理的偽代碼，例如：
static ssize_t vser_read(struct file *flip, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
......
if (資源不可用)
if (filp- >f_flags & O_NONBLOCK)
return -EAGAIN；
......
}
當出現(xiàn)資源不可用時，會出現(xiàn)以下提示：
read: Resource temporarily unavailable
阻塞IO
上述非阻塞方式打開設備文件，雖然可以防止進程休眠，無論結果如何都會立即返回，但 缺點是必須要定期查詢資源是否可以獲得 ，例如上述代碼中，每次調用read函數(shù)都要去查詢一下資源是否可用。這種操作效率非常低。
但是用阻塞IO的話，進程休眠期間就再也不能做其他的事情了 。
所以不論是非阻塞IO還是阻塞IO，都有缺點，有沒有好的辦法呢？
正確做法應該是： 使用阻塞IO，驅動中添加喚醒操作 。
什么意思呢？ 既然有休眠，就應該有對應的喚醒操作，否則進程將會一直休眠下去 。驅動程序應該在資源可用時負責執(zhí)行喚醒操作。
要實現(xiàn)既有休眠，又有喚醒的阻塞IO模型，應該使用 等待隊列 。
等待隊列
我們以一個虛擬串口設備為例：
如圖是一個虛擬串口設備示例圖，這是一個功能弱化之后的只具備內回環(huán)作用的串口。
主要功能 ：在驅動中實現(xiàn)一個FIFO，驅動接收用戶層傳來的數(shù)據(jù)，然后將之放入FIFO，當應用層要獲取數(shù)據(jù)時，驅動將FIFO中的數(shù)據(jù)讀出，然后復制給應用層。
我們以這個虛擬串口設備為例，講解等待隊列的使用。
為了方便理解，簡化了不必要的代碼，下面是驅動代碼：
//定義內核fifo
DEFINE_KFIFO(vsfifo, char ,32)
//定義兩個等待隊列頭
wait_queue_head_t rwqh;//讀等待隊列
wait_queue_head_t wwqh;//寫等待隊列
static ssize_t vser_read(struct file *flip, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
......
/* fifo為空，沒有數(shù)據(jù)可讀，進入休眠*/
if(kfifo_is_empty(&vsfifo)) {
if(flip- >f_flags & O_NONBLOCK)//非阻塞方式，直接返回
return -EAGAIN;
/* 阻塞方式，沒有數(shù)據(jù)可讀，將進程放入讀等待隊列rwqh，進程休眠；喚醒條件是fifo不為空 */
if (wait_event_interruptible(rwqh, !kfifo_is_empty(vsfifo)))
return -ERESTARTSYS;
}
//將fifo中的數(shù)據(jù)返回給應用層
ret = kfifo_to_user(&vsfifo, buf, count, &copied);
/* fifo未滿，還有空間，代表可以往fifo寫數(shù)據(jù)，喚醒寫等待隊列 */
if (!kfifo_is_full(&vsfifo))
wake_up_interruptible(&wwqh);
......
}
static ssize_t vser_write(struct file *flip, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
......
/* fifo已滿，不可寫 */
if (kfifo_is_full(&vsfifo)) {
if (flip- >f_flags & O_NONBLOCK)//非阻塞方式，直接返回
return -EAGAIN;
/* 阻塞方式，進程休眠，放入寫等待隊列，喚醒條件是fifo未滿時 */
if (wati_event_interruptible(wwqh, !kfifo_is_full(&vsfifo)))
return -ERESTARTSYS;
}
//從應用層獲取數(shù)據(jù)，寫入fifo
ret = kfifo_from_user(&vsfifo, buf, count, &copied);
/* fifo不為空，喚醒讀等待隊列rwqh */
if (!kfifo_is_empty(&vsfifo))
wake_up_interruptible(&rwqh);
......
}
/* 驅動入口函數(shù) */
static int __init vser_init(void)
{
......
/* 初始化等待隊列頭 */
init_waitqueue_head(rwqh);
init_waitqueue_head(wwqh);
......
}