Linux驱动实践：驱动程序如何发送【信号】给应用程序？

作  者：道哥，10 年嵌入式开发老兵，专注于：C/C 、嵌入式、Linux。

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目录

• kill 命令和信号

• 使用 kill 命令发送信号

• 多线程中的信号

• 信号注册和处理函数
  

• 驱动程序代码示例：发送信号

• 功能需求

• 驱动程序代码

• 驱动模块 Makefile

• 编译和加载
  

• 应用程序代码示例：接收信号

• 注册信号处理函数

• 测试验证

别人的经验，我们的阶梯！

大家好，我是道哥，今天我为大伙儿解说的技术知识点是：【驱动层中，如何发送信号给应用程序】。

在上一篇文章中，我们讨论的是：在应用层如何发送指令来控制驱动层的 GPIOLinux驱动实践：如何编写【 GPIO 】设备的驱动程序？。控制的方向是从应用层到驱动层：

那么，如果想让程序的执行路径从下往上，也就是从驱动层传递到应用层，应该如何实现呢？

最容易、最简单的方式，就是通过发送信号！

这篇文章继续以完整的代码实例来演示如何实现这个功能。

kill 命令和信号

使用 kill 命令发送信号

关于 Linux 操作系统的信号，每位程序员都知道这个指令：使用 kill 工具来“杀死”一个进程：

$ kill -9 <进程的 PID>
这个指令的功能是：向指定的某个进程发送一个信号 9，这个信号的默认功能是：是停止进程。

虽然在应用程序中没有主动处理这个信号，但是操作系统默认的处理动作是终止应用程序的执行。

除了发送信号 9，kill 命令还可以发送其他的任意信号。

在 Linux 系统中，所有的信号都使用一个整型数值来表示，可以打开文件 /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum.h(你的系统中可能位于其它的目录) 查看一下，比较常见的几个信号是：

/* 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)
信号 9 对应着 SIGKILL，而信号11（SIGSEGV）就是最令人讨厌的Segmentfault！

这里还有一个地方需要注意一下：实时信号和非实时信号，它俩的主要区别是：

1. 非实时信号：操作系统不确保应用程序一定能接收到(即：信号可能会丢失);

2. 实时信号：操作系统确保应用程序一定能接收到;

如果我们的程序设计，通过信号机制来完成一些功能，那么为了确保信号不会丢失，肯定是使用实时信号的。

从文件 signum.h 中可以看到，实时信号从 __SIGRTMIN（数值：32） 开始。

多线程中的信号

我们在编写应用程序时，虽然没有接收并处理 SIGKILL 这个信号，但是一旦别人发送了这个信号，我们的程序就被操作系统停止掉了，这是默认的动作。

那么，在应用程序中，应该可以主动声明接收并处理指定的信号，下面就来写一个最简单的实例。

在一个应用程序中，可能存在多个线程;

当有一个信号发送给此进程时，所有的线程都可能接收到，但是只能有一个线程来处理;

在这个示例中，只有一个主线程来接收并处理信号;

信号注册和处理函数

按照惯例，所有应用程序文件都创建在 ~/tmp/App 目录中。

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

#include
#include
#include
#include
#include

// 信号处理函数
static void signal_handler(int signum, siginfo_t *info, void *context)
{
// 打印接收到的信号值
printf("signal_handler: signum = %d \n", signum);
}

int main(void)
{
int count = 0;
// 注册信号处理函数
struct sigaction sa;
sigemptyset(