Linux信号量实例
本实例中使用信号量来实现对 LED 设备的互斥访问，即一次只允许一个应用程序使用 LED 灯，代码是在设备树下的字符设备驱动框架一文的基础上完成的
信号量可以导致休眠，因此信号量保护的临界区没有运行时间限制，可以在驱动的 open 函数申请信号量，然后在release 函数中释放信号量
1. 程序编写
1.1 修改设备树文件
设备树文件修改与设备树下的字符设备驱动框架文中的修改方法一样，不需要做任何修改
1.2 LED驱动修改
修改驱动文件 gpioled.c 为 semaphore.c 并进行如下修改：
- 在设备结构体中，添加信号量
struct gpioled_dev{
dev_t devid; //设备号
struct cdev cdev; //cdev字符设备
struct class *class; //类
struct device *device; //设备
int major; //主设备号
int minor; //次设备号
struct device_node *nd; //设备节点
int led_gpio; //所使用的gpio编号
struct semaphore sem; //信号量
};
struct gpioled_dev gpioled; //定义led设备
- 打开设备时，获取信号量
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp){
filp->private_data = &gpioled; //设置私有数据
if(down_interruptible(&gpioled.sem)){
return -ERESTARTSYS; //进入休眠后可被信号打断
}
#if 0
down(&gpioled.sem); //休眠后不能被信号打断
#endif
return 0;
}
- 关闭设备时，释放信号量
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp){
struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;
up(&dev->sem); //释放信号量，信号量值加1
return 0;
}
- 驱动入口函数中，对信号量进行初始化
static int __init led_init(void){
int ret = 0;
/* 初始化信号量 */
sema_init(&gpioled.sem, 1);
/* 设置 LED 所使用的 GPIO */
/* 1、获取设备节点： gpioled */
gpioled.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");
......
......
}
1.3 编写测试APP
修改测试文件 ledApp.c 为 semaApp.c 并添加模拟占用LED的代码，使测试APP在获取LED驱动使用权后会持续一段时间，此时若有其他应用也去获取LED使用权的就会失败
- 在 semaApp.c 中添加如下代码
while(1){
sleep(5);
cnt++;
printf("App running times: %d\r\n",cnt);
if(cnt >= 5)
break;
}
2. 运行测试
2.1 编译驱动程序
- 修改Makefile编译目标变量
obj-m := semaphore.o
- 使用“make -j32”编译出驱动模块文件
make -j32
2.2 编译测试APP
- 使用“arm-linux-gnueabihf-gcc”命令编译测试APP
arm-linux-gnueabihf-gcc semaApp.c -o semaApp
2.3 运行测试
- 将驱动文件和APP可执行文件拷贝至“rootfs/lib/modules/4.1.15”中
- 第一次加载驱动时，需使用“depmod”命令
depmod
- 使用“modprobe”命令加载驱动
modprobe semaphore.ko
- 使用“./semaApp /dev/gpioled 1"命令打开LED后，每隔5秒会输出一行App running times“”
./semaApp /dev/gpioled 1& # & 表示在后台运行APP
- 如果在LED被占用25秒期间，使用“./semaApp /dev/gpioled 0"命令关闭LED，会因为获取信号量失败而进入休眠状态，等前一条命令运行完并释放信号量后才能获取LED使用权，关闭LED，运行结果如下图示
./semaApp /dev/gpioled 0&
- 使用”rmmod"命令卸载驱动
rmmod semaphore.ko
