Как добавить функцию опроса в код модуля ядра?

Ответ 1

Вы можете найти несколько хороших примеров в самом ядре. Взгляните на следующие файлы:

• drivers/char/rtc.c
• fs/proc/kmsg.c
• drivers/char/random.c

Чтобы добавить функцию poll() к вашему коду, выполните следующие действия.

• Включить необходимые заголовки:

  #include <linux/wait.h>
  #include <linux/poll.h>
  

• Объявить переменную waitqueue:

  static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(fortune_wait);
  

• Добавьте функцию fortune_poll() и добавьте ее (как .poll обратный вызов) в вашу файловую структуру:

  static unsigned int fortune_poll(struct file *file, poll_table *wait)
  {
      poll_wait(file, &fortune_wait, wait);
      if (new-data-is-ready)
          return POLLIN | POLLRDNORM;
      return 0;
  }
  
  static const struct file_operations proc_test_fops = {
      ....
      .poll = fortune_poll,
  };
  

  Обратите внимание, что вы должны вернуть POLLIN | POLLRDNORM, если у вас есть новые данные для чтения, и 0, если нет новых данных для чтения (poll() время ожидания вызова). Подробнее см. man 2 poll.

• Сообщать о своем ожидании после получения новых данных:

  wake_up_interruptible(&fortune_wait);
  

Это основные сведения об осуществлении операции poll(). В зависимости от вашей задачи вам может понадобиться использовать waitqueue API в вашей функции .read (например, wait_event_interruptible()).

См. также соответствующий вопрос: Реализация опроса в модуле ядра Linux.

Ответ 2

Минимальный пример runnable

Использование:

insmod /poll.ko
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
/poll.out /sys/kernel/debug/lkmc_poll/f

Результат: каждую секунду на экран выводится следующее:

loop
POLLIN n=10 buf=<jiffies>

GitHub вверх по течению с QEMU + шаблоном Buildroot: poll.ko, poll.out

В этом упрощенном примере мы генерируем события опроса из отдельного потока. В реальной жизни события опроса, скорее всего, будут вызваны прерываниями, когда аппаратное обеспечение завершит какую-то работу, и новые данные станут доступными для чтения пользователем.

poll.ko:

#include <asm/uaccess.h> /* copy_from_user, copy_to_user */
#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/delay.h> /* usleep_range */
#include <linux/errno.h> /* EFAULT */
#include <linux/fs.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/kernel.h> /* min */
#include <linux/kthread.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/printk.h> /* printk */
#include <linux/wait.h> /* wait_queue_head_t, wait_event_interruptible, wake_up_interruptible  */
#include <uapi/linux/stat.h> /* S_IRUSR */

MODULE_LICENSE("GPL");

static char readbuf[1024];
static size_t readbuflen;
static struct dentry *dir;
static struct task_struct *kthread;
static wait_queue_head_t waitqueue;

static ssize_t read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *off)
{
    ssize_t ret;
    if (copy_to_user(buf, readbuf, readbuflen)) {
        ret = -EFAULT;
    } else {
        ret = readbuflen;
    }
    /* This is normal pipe behaviour: data gets drained once a reader reads from it. */
    /* https://stackoverflow.com/info/1634580/named-pipes-fifos-on-unix-with-multiple-readers */
    readbuflen = 0;
    return ret;
}

/*
If you return 0 here, then the kernel will sleep until an event happens in the queue.

This gets called again every time an event happens in the wait queue.
*/
unsigned int poll(struct file *filp, struct poll_table_struct *wait)
{
    poll_wait(filp, &waitqueue, wait);
    if (readbuflen)
        return POLLIN;
    else
        return 0;
}

static int kthread_func(void *data)
{
    while (!kthread_should_stop()) {
        readbuflen = snprintf(readbuf, sizeof(readbuf), "%llu", (unsigned long long)jiffies);
        usleep_range(1000000, 1000001);
        wake_up(&waitqueue);
    }
    return 0;
}

static const struct file_operations fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read = read,
    .poll = poll
};

static int myinit(void)
{
    dir = debugfs_create_dir("lkmc_poll", 0);
    debugfs_create_file("f", S_IRUSR | S_IWUSR, dir, NULL, &fops);
    init_waitqueue_head(&waitqueue);
    kthread = kthread_create(kthread_func, NULL, "mykthread");
    wake_up_process(kthread);
    return 0;
}

static void myexit(void)
{
    kthread_stop(kthread);
    debugfs_remove_recursive(dir);
}

module_init(myinit)
module_exit(myexit)

poll.out userland:

#define _XOPEN_SOURCE 700
#include <fcntl.h> /* creat, O_CREAT */
#include <poll.h> /* poll */
#include <stdio.h> /* printf, puts, snprintf */
#include <stdlib.h> /* EXIT_FAILURE, EXIT_SUCCESS */
#include <unistd.h> /* read */

int main(int argc, char **argv) {
    char buf[1024], path[1024];
    int fd, i, n;
    short revents;
    struct pollfd pfd;

    fd = open(argv[1], O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    pfd.fd = fd;
    pfd.events = POLLIN;
    while (1) {
        puts("loop");
        i = poll(&pfd, 1, -1);
        if (i == -1) {
            perror("poll");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        revents = pfd.revents;
        if (revents & POLLIN) {
            n = read(pfd.fd, buf, sizeof(buf));
            printf("POLLIN n=%d buf=%.*s\n", n, n, buf);
        }
    }
}