嵌入式内核及驱动开发之学习笔记（八） 阻塞模式+中断实现读取数据

目前已经学习两种应用层IO模型的使用

非阻塞：立即返回结果，如果想得到期望的结果，要不停的调用这个方***询），非常耗费资源

阻塞：没有得到真正的数据前，不返回结果。此时，进程进入阻塞（休眠）态，直到有数据唤醒进程，这个过程不耗资源。

PS:linux应用中，大部分的函数接口都是阻塞

 驱动程序将进程进入休眠状态的过程

        1将当前进程加入到等待队列头中
        2将当前进程状态设置成TASK_INTERRUPTIBLE
        3让出调度--休眠
就是说，将进程加入一个队列中。如果改变它的状态成TASK_INTERRUPTIBLE，并让CPU不再调度它，那这就是进入阻塞（休眠）态了。在linux驱动开发中，通过一个接口完成上述过程

wait_event_interruptible(wq, condition)

写驱动程序的的步骤

        1等待队列头

init_waitqueue_head(wait_queue_head_t *q);

        2在需要等待(没有数据)的时候，进行休眠

wait_event_interruptible(wait_queue_head_t wq, condition) // 内部会构建一个等待队列项/节点wait_queue_t

        3在一个合适的时候(有数据)，会将进程唤醒

wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *q)

驱动程序

在驱动模块加载时，也就是初始化函数key_drv_init中，加入 等待列队头。当应用程序调用read接口函数时，使用wait_event_interruptible函数，condition参数为1说明有数据就继续执行，没有则阻塞等待。wake_up_interruptible用来唤醒休眠中的进程。

//key_drv.c
#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/wait.h>
#include <linux/sched.h>



#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/fcntl.h>


irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid);
ssize_t key_drv_read (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t key_drv_write (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
int key_drv_open (struct inode *, struct file *);
int key_drv_close (struct inode *, struct file *);

#define GPXCON_REG  0x11000C20
#define KEY_ENTER		28


const struct file_operations key_fops = {
	.open = key_drv_open,
	.read = key_drv_read,
	.write = key_drv_write,
	.release = key_drv_close,

};

struct key_event{
	int code; // 按键的类型
	int value; // 状态
};


struct key_desc{
	unsigned int dev_major;
	struct class *cls;
	struct device *dev;
	int irqno;
	void *reg_base;
	int key_state; 			//表示是否有数据
	struct key_event event;
	wait_queue_head_t  wq_head;
};
struct key_desc *key_dev;


//static int irqno;


int get_irqno_from_node(void)
{	
	//从设备树路径，查找节点
	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");
	}

	int irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0);
	printk("irqno = %d\n", irqno);
	
	return irqno;
}


static int __init key_drv_init(void)
{
	int ret;

	//对象实例化
	key_dev = kzalloc(sizeof(struct key_desc),	GFP_KERNEL);

	//申请主设备号
	key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "key_drv", &key_fops);

	//创建设备结点
	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");

	
	//硬件初始化
	key_dev->irqno = get_irqno_from_node();
	ret = request_irq(key_dev->irqno, key_irq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, 
					"key3_eint10", NULL);
	if(ret != 0)
	{
		printk("request_irq error\n");
		return ret;
	}


	key_dev->reg_base  = ioremap(GPXCON_REG, 8);

	// 初始化等待队列头
	init_waitqueue_head(&key_dev->wq_head);

	return 0;
}

static void __exit key_drv_exit(void)
{

	iounmap(key_dev->reg_base);			//去映射
	free_irq(key_dev->irqno, NULL);		//释放中断资源
	device_destroy(key_dev->cls, MKDEV(key_dev->dev_major,0));	//
	class_destroy(key_dev->cls);								//
	unregister_chrdev(key_dev->dev_major, "key_drv");			//注销主设备号
	kfree(key_dev);												//释放结构体内存


}


irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid)
{
	printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);

	int value = readl(key_dev->reg_base + 4) & (1<<2);

	if(value){// 1
		printk("key3 up\n");
		key_dev->event.code = KEY_ENTER;
		key_dev->event.value = 0;

	}else{// 0
		printk("key3 pressed\n");
		key_dev->event.code = KEY_ENTER;
		key_dev->event.value = 1;
	}
	
	// 表示有数据,需要去唤醒整个进程/等待队列
	wake_up_interruptible(&key_dev->wq_head);
	//同时设置标志位
	key_dev->key_state  = 1;
	
	return IRQ_HANDLED;

}


ssize_t key_drv_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
{

	int ret;
	
	//2，在需要等待(没有数据)的时候，进行休眠
	wait_event_interruptible(key_dev->wq_head, key_dev->key_state);
	
	// 表示有数据
	ret = copy_to_user(buf, &key_dev->event,  count);
	if(ret > 0)
	{
		printk("copy_to_user error\n");
		return -EFAULT;
	}

	// 清除key_dev->event的数据记录
	memset(&key_dev->event, 0,  sizeof(key_dev->event));
	key_dev->key_state = 0;
	
	return count;

}

ssize_t key_drv_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
{
	printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);

	return 0;
}

int key_drv_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);

	return 0;
}

int key_drv_close (struct inode *inode, struct file *filp)
{
	printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);

	return 0;
}




module_init(key_drv_init);
module_exit(key_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");