//================================================================================================================================= [1] >> 中断编程知识点 [ 1>>中断号解析而来 2>>查看设备树:/proc/device-tree/key 3>> EINT = External interrupt 外部中断 4>>中断编程:中断号与中断服务函数 5>>DTS == Device Tree Source 设备树源码 6>>DTB == 设备树镜像（bin = 二进制 = 镜像） 7>>register_chrdev( ); #注册登记字符设备 8>>kzalloc( ) #分配堆栈内存 9>>class_create( ) #类创造 10>>device_create( ) #设备构建 11>>copy_to_user( ) #复制到用户 12>>init_waitqueue_head( ) #初始化等待队列头 13>>wait_event_interruptible( )#等待事件可中断 #将当前进程加入到等待队列头中并设置成TASK_INTERRUPTIBLE 14>>wake_up_interruptible() #唤醒可中断 15>>signal( ) #信号 #处理方法 16>>fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());#file-control文件控制 #当前进程设置成SIGIO的属主进程 17>>fcntl(fd, F_SETFL, flags | FASYNC );#将io模式设置成异步模式 18>>asynchronization(异步) 19>>TASK_INTERRUPTIBLE = 任务可打断-->可以休眠与退出休眠的任务 20>>O_NONBLOCK = 非阻塞模式 ; 阻塞模式是默认模式 21>>中断与轮询的关系 [ 传统CPU采用轮询的方式获取设备数据,中断完美解决了该问题,中断类似于门铃,门铃一响就中断正在做的事情 举个例子:今天有快递与外卖送到门口,外卖的优先级更高,但是你要洗衣服 轮询:要么你隔5分钟去门口看一看;这就是CPU轮询 CPU中断:你洗你的衣服(当前线程),快递员(中断源1)与外卖员(中断源2)都到了按下(中断触发;电平跳变)一个门铃按钮,门铃智能系统 ((中断控制器:屏蔽/优先级/区分)) 识别到外卖员与快递员,选择优先发出外卖到了的声响:外卖到啦!外卖到啦!外卖到啦!然后你(你就是CPU)停下手下的活去取外卖(外部中断的服务函数) ; ] 22>>驱动阻塞的步骤 [ 1,加入等待队列 add_wait_queue(wait_queue_head_t * q, wait_queue_t * wait) 2，（任务）设置当前状态TASK_INTERRUPTIBLE；current（当前） set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE) 3，让出调度 = 休眠 schedule(void) 更加智能的接口，等同于上面的三个接口：等待事件可中断 wait_event_interruptible(wq, condition) ] ] //=================================================================================================================================
=<mark><mark><mark><mark><mark><mark><mark><mark><mark>异步信号通知</mark></mark></mark></mark></mark></mark></mark></mark></mark>====
异步信号通知： 当有数据到时候，驱动会发送信号(SIGIO)给应用，就可以异步去读写数据，不用主动去读写
// 1,设置信号处理方法
signal(SIGIO,catch_signale);
// 2，将当前进程设置成SIGIO的属主进程
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
// 3，将io模式设置成异步模式
int flags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, flags | FASYNC );
第二节
| 步骤1:查看设备中断 |  |
|---|---|
| 步骤2:为该中断编写设备树节点 |  |
| 步骤三:编译设备树源码DTS | make dtbs //将dts设备树源码编译成设备树镜像 |
| 步骤四:更新开发板的设备树镜像 >>不用烧写,直接复制 | 1>>将dtb设备树镜像复制到开发板 ; 2>>重启开发板 == 重启内核(设备树位于内核) |
| 步骤五:使用代码从设备树的节点获取中断号 |  |
| 步骤六:向系统申请中断服务函数 |  |
按键中断驱动代码key_drv.c
功能[1]:1.1申请中断服务函数 ; 1.2申请中断号 ; 1.3释放中断 功能[2]:2.1字符设备框架 ; 2.2注册设备 ; 2.3申请主设备号 ; 2.4创建类与设备节点 功能[3]:文件IO模型之阻塞 = 休眠与唤醒 功能[4]:文件IO模型之非阻塞 功能[5]:文件IO模型之多路复用 功能[6]:文件IO模型之异步信号通知 功能[7]:工作队列实现中断下半部 /*************头文件***********/ #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/of.h> #include <linux/of_irq.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/slab.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/device.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/poll.h> #include <asm/io.h> #include <asm/uaccess.h> #define GPXCON_REG 0x11000C20 //控制寄存器 #define KEY_ENTER 28 //28 == key_event->code // 设计一个描述按键的数据的对象 struct key_event{ int code; // 表示按键的类型: home, esc, Q,W,E,R,T, ENTER int value; // 表示按下还是抬起 1 / 0 }; //设计一个全局设备对象--描述按键信息 struct key_desc{ unsigned int dev_major; //主设备号 struct class *cls; //类结构体 struct device *dev; //设备结构体 int irqno; //中断号 void *reg_base; //基地址的map地址 struct key_event event; //描述按键的数据的对象 wait_queue_head_t wq_head; //等待队列头 --> 用于阻塞/休眠 int key_state; //按键状态 struct fasync_struct *faysnc; //文件异步信号结构体 --> 存储 struct work_struct mywork; //工作队列结构体 --> 实现下半部中断 }; struct key_desc *key_dev; //[7]中断后半段(中断不能长时间占用主线程,中断实在太长就在中断后半段完成) --> 由工作队列实现 void work_irq_half(struct work_struct *work) { printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__); //表示有数据,唤醒 --> 退出阻塞 wake_up_interruptible(&key_dev->wq_head); //设置标志位 key_dev->key_state = 1; //发送SIGIO信号 kill_fasync(&key_dev->faysnc, SIGIO, POLLIN); } //[1][7]中断服务函数 irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid) { printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__); //读取数据寄存器 int value = readl(key_dev->reg_base + 4) & (1<<2); if(value){ // 1 == 抬起 printk("key3 up\n"); key_dev->event.code = KEY_ENTER; key_dev->event.value = 0; }else{ // 0 == 按下 printk("key3 pressed\n"); key_dev->event.code = KEY_ENTER; key_dev->event.value = 1; } //工作队列函数 --> 启动下半部中断 schedule_work(&key_dev->mywork); return IRQ_HANDLED; } //[1]从设备树节点中获取中断号 int get_irqno_from_node(void) { //查找设备树节点,并将设备树节点信息存储到设备结构体作为返回值 struct device_node *np = of_find_node_by_path("/key_int_node"); if(np){ printk("find node ok\n"); }else{ printk("find node failed\n"); } //从设备结构体中解析中断号 int irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0); printk("irqno = %d\n", irqno); return irqno; } //[2]key_drv_open( ) <--> open( ) int key_drv_open(struct inode *inode, struct file *filp) { printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__); return 0; } //[2]key_drv_read( ) <--> read( ) ssize_t key_drv_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos) { printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__); //1,判断文件是阻塞/非阻塞模式 ;非阻塞模式O_NONBLOCK如果没有数据，立马返回一个出错码 if(filp->f_flags & O_NONBLOCK && !key_dev->key_state) return -EAGAIN; int ret; //2，将当前进程加入到等待队列头中,当前进程状态设置成TASK_INTERRUPTIBLE,进入休眠 //key_dev->key_state == 0 --> 进入休眠 ; key_dev->key_state == 1 --> 不进入休眠 wait_event_interruptible(key_dev->wq_head, key_dev->key_state); // 表示有数据 ; 内核层 --> 应用层 ret = copy_to_user(buf, &key_dev->event, count); if(ret > 0) { printk("copy_to_user error\n"); return -EFAULT; } // 传递给用户数据之后，将数据清除掉 memset(&key_dev->event, 0, sizeof(key_dev->event)); key_dev->key_state = 0; return count; } //[2]key_drv_write( ) <--> write( ) ssize_t key_drv_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos) { printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__); return 0; } //[2]key_drv_close( ) <--> close( ) int key_drv_close (struct inode *inode, struct file *filp) { printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__); return 0; } //[5]key_drv_poll( ) <--> poll( ) unsigned int key_drv_poll(struct file *filp, struct poll_table_struct *pts) { //返回一个mask值 unsigned int ret; //调用poll_wait,将当前到等待队列注册系统中 poll_wait(filp, &key_dev->wq_head, pts); // 1，当没有数据到时候返回一个0 if(!key_dev->key_state) ret = 0; // 2，有数据返回一个POLLIN if(key_dev->key_state) ret |= POLLIN; return ret; } //[6]文件异步信号量函数 int key_drv_fasync(int fd, struct file *filp,int on) { //记录信号该发送给谁 return fasync_helper(fd, filp, on, &key_dev->faysnc); } //文件操作结构体 const struct file_operations key_fops = { .open = key_drv_open, .read = key_drv_read, .write = key_drv_write, .release = key_drv_close, .poll = key_drv_poll, .fasync = key_drv_fasync, }; //模块加载函数 static int __init key_drv_init(void) { int ret; //[2] 1,申请堆栈内存 --> 全局设备对象 key_dev = kzalloc(sizeof(struct key_desc), GFP_KERNEL); //[2] 2,自动申请主设备号 key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "key_drv", &key_fops); //[2] 3,创建设备节点文件 --> 3.1先申请class ; 3.2在class中申请设备节点 key_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "key_cls"); key_dev->dev = device_create(key_dev->cls,NULL,MKDEV(key_dev->dev_major,0), NULL,"key0"); //[1] 4,硬件的初始化--地址映射或者中断申请 key_dev->irqno = get_irqno_from_node(); //获取中断号 //[1] 5,申请中断服务函数key_irq_handler(IRQF_TRIGGER_FALLING == 下降沿触发 ; IRQF_TRIGGER_RISING == 上升沿触发 ) ; 参数4：中断的描述/proc/interrupts内 参数5：传递给参数2中函数指针的值 ret = request_irq(key_dev->irqno, key_irq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, "key3_eint10", NULL); if(ret != 0)//申请失败 { printk("request_irq error\n"); return ret; } //[1] 6,连续映射:控制寄存器+数据寄存器 ; 4字节=32位=一个寄存器 key_dev->reg_base = ioremap(GPXCON_REG, 8); //[6] 7,初始化等待队列头 init_waitqueue_head(&key_dev->wq_head); //[7] 8,初始化工作队列(参数1:工作队列结构体 参数2:中断下半部) INIT_WORK(&key_dev->mywork, work_irq_half); return 0; } //模块卸载 static void __exit key_drv_exit(void) { //断开io映射 iounmap(key_dev->reg_base); //释放中断号 free_irq(key_dev->irqno, NULL); //设备节点注销 device_destroy(key_dev->cls, MKDEV(key_dev->dev_major,0)); //类注销 class_destroy(key_dev->cls); //设备注销 unregister_chrdev(key_dev->dev_major, "key_drv"); //释放堆栈 kfree(key_dev); } module_init(key_drv_init); module_exit(key_drv_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
文件IO模型之阻塞测试key_test.c
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> //接收内核数据 struct key_event{ int code; // 表示按键的类型: home, esc, Q,W,E,R,T, ENTER int value; // 表示按下还是抬起 1 / 0 }; #define KEY_ENTER 28 int main(int argc, char *argv[]) { struct key_event event; //以阻塞模型打开设备节点(默认模式) int fd = open("/dev/key0", O_RDWR); if(fd < 0) { perror("open"); exit(1); } while(1) { //阻塞模式:接收内核数据 read(fd, &event, sizeof(struct key_event)); if(event.code == KEY_ENTER) { if(event.value) { printf("APP__ key enter pressed\n"); }else{ printf("APP__ key enter up\n"); } } } close(fd); return 0; }
文件IO模型之多路复用测试key_test.c
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <poll.h> struct key_event{ int code; // 表示按键的类型: home, esc, Q,W,E,R,T, ENTER int value; // 表示按下还是抬起 1 / 0 }; #define KEY_ENTER 28 int main(int argc, char *argv[]) { int ret; struct key_event event; char in_buf[128]; //打开设备节点 int fd = open("/dev/key0", O_RDWR); if(fd < 0) { perror("open"); exit(1); } //创建两个pollfd对象 struct pollfd pfd[2]; pfd[0].fd = fd; //监控按键设备 pfd[0].events = POLLIN; //pollin模式 = 监测fd被写入 pfd[1].fd = 0; //标准输入 = 0 ;标准输出 = 1 ; 标准错误 = 2 ; pfd[1].events = POLLIN; //pollin模式 = 监测输入 while(1) { ret = poll(pfd, 2, -1); // 驱动需要去实现poll接口 ; -1 = 一直监听 ; 2 = 监听两个pollfd对象 if(ret > 0) { if(pfd[0].revents & POLLIN) //监听到的话 -->pfd.revents == pfd.events { //此时read虽然是阻塞IO,但是能直接读取到数据 --> 非阻塞 read(pfd[0].fd, &event, sizeof(struct key_event)); if(event.code == KEY_ENTER) { if(event.value) { printf("APP__ key enter pressed\n"); }else { printf("APP__ key enter up\n"); } } } if(pfd[1].revents & POLLIN) { fgets(in_buf, 128, stdin); printf("in_buf = %s\n", in_buf); } }else{ perror("poll"); exit(1); } } close(pfd[0].fd); return 0; }
文件IO模型之异步信号通知测试key_test.c
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <poll.h> #include <signal.h> struct key_event{ int code; // 表示按键的类型: home, esc, Q,W,E,R,T, ENTER int value; // 表示按下还是抬起 1 / 0 }; #define KEY_ENTER 28 static int fd; static struct key_event event; //信号处理函数 void catch_signale(int signo) { if(signo == SIGIO) { printf("we got sigal SIGIO\n"); // 读取数据 read(fd, &event, sizeof(struct key_event)); if(event.code == KEY_ENTER) { if(event.value) { printf("APP__ key enter pressed\n"); }else { printf("APP__ key enter up\n"); } } } } int main(int argc, char *argv[]) { int ret; fd = open("/dev/key0", O_RDWR); if(fd < 0) { perror("open"); exit(1); } // 1,设置SIGIO信号处理方法 signal(SIGIO,catch_signale); // 2，将当前进程设置成SIGIO的属主进程 fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); // 3，将io模式设置成异步模式 int flags = fcntl(fd, F_GETFL); fcntl(fd, F_SETFL, flags | FASYNC ); while(1) { // 可以做其他的事情,当SIGIO信号发来会自动进入catch_signale()函数 printf("I am waiting......\n"); sleep(1); } close(fd); return 0; }
Makefile文件
ROOTFS_DIR = /opt/4412/rootfs #开发板NFS路径 MODULE_NAME = key_drv APP_NAME = key_test CROSS_COMPILE = /home/george/Linux_4412/toolchain/gcc-4.6.4/bin/arm-none-linux-gnueabi- CC = $(CROSS_COMPILE)gcc ifeq ($(KERNELRELEASE), ) KERNEL_DIR = /home/george/Linux_4412/kernel/linux-3.14 CUR_DIR = $(shell pwd) all : make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) modules #生成模块 $(CC) $(APP_NAME).c -o $(APP_NAME) clean : make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) clean rm -rf $(APP_NAME) install: cp -raf *.ko $(APP_NAME) $(ROOTFS_DIR)/drv_module else obj-m += $(MODULE_NAME).o endif
京公网安备 11010502036488号