如何在 Linux char 设备驱动程序中使用 FIFO，以便使用该驱动程序的两个进程可以通信

Question

我有一个用于虚拟设备的字符设备驱动程序。我想要设备驱动程序中的 FIFO，以便使用设备驱动程序的 2 个进程可以在它们之间传输字符。我试过 kfifo，但我是新手，发现它很难使用。任何人都可以建议一些其他方法来在 Linux 驱动程序中实现 FIFO。

Answer 1

如果您只允许两个进程使用驱动程序，那么您可以这样做： 在您的open 处理程序中，确保两个且只有两个进程可以进入驱动程序：

If access mode = READ and not alreadyreading then
  alreadyreading = 1
else
  return -EBUSY

If access mode = WRITE and not alreadywritting then
  alreadywritting = 1
else
  return -EBUSY

在同一个处理程序中，初始化您的 FIFO，它可能只是一个全局字符变量和两个等待队列：一个用于读取，一个用于写入。与这些队列相关联的是两个变量：ready_to_read 和 ready_to_write。开始时，ready_to_read = 0 和 ready_to_write = 1。

然后，在release 处理程序中：

If access mode = READ
  alreadyreading = 0;
If access mode = WRITE
  alreadywritting = 0

允许新进程以读取或写入模式打开设备。

在write 处理程序中：

If access mode = READ then  // we only support writting if the access mode is write
  return -EINVAL
Else
  res = wait_event_interruptible (write_queue, ready_to_write);
  if (res)
    return res;  // if process received a signal, exit write
  Take a single character from user space (copy_from_user() )
  Copy it to the FIFO (the global character variable)
  ready_to_write = 0;  // no more writtings until a read is performed
  ready_to_read = 1;   // ready to read! wake up the reading process
  wake_up_interruptible (&read_queue);
  return 1;  // 1 byte written

最后，在read 处理程序中：

If access mode = READ then  // we only support reading if the access mode is read
  return -EINVAL
Else
  res = wait_event_interruptible (read_queue, ready_to_read);
  if (res)
    return res;  // if process received a signal, exit write
  Take character from global variable (our FIFO) and send it to userspace (copy_to_user() )
  ready_to_read = 0;  // no more reads until a write is performed
  ready_to_write = 1;   // ready to write! wake up the writting process
  wake_up_interruptible (&write_queue);
  return 1;  // 1 byte read

您可以扩展此示例以允许 FIFO 或多个字符：您需要一个字符数组和两个索引：一个知道从哪里读取，一个知道从哪里写入。

要测试您的驱动程序，您可以打开两个 xterm 并执行

cat /dev/mydriver

合而为一，并且：

cat > /dev/mydriver

在另一个。然后，您在第二个 xterm 中编写的每一行都将显示在第一行中。

您甚至可以修改驱动程序，以便在写入过程关闭文件时设置一个标志，以便下次读取过程等待读取某些内容时，它会检测到写入过程已结束，然后它也返回 0 (向用户发出 EOF 信号），因此当您在第二个 xterm 中按 Ctrl-D 结束输入时，第一个也会自动结束。比如：

(read处理程序)

res = wait_event_interruptible (read_queue, ready_to_read || write_process_ended);
if (res)
  return res;  // -ERSTARTSYS if signal
if (write_process_ended)
{
  ready_to_write = 1;
  return 0;    // if write process ended, send an EOF to the user
}
else
{
  ...
  ... get byte from FIFO, send to the user, etc.
  ...
  return number_of_bytes_sent_to_user;
}