7.自己写中断方式按键驱动程序(详解)
request_irq()和free_irq()分析完毕后,接下来开始编写上升沿中断的按键驱动
如下图,需要设置4个按键的EINT0, EINT2, EINT11, EINT19的模式为双边沿,且设置按键引脚为中断引脚
这里我们只需要使用request_irq函数就行了, 在request_irq函数里会初始chip->set_type(设置引脚和中断模式)
1.首先添加头文件
#include <linux/irq.h> //要用到IRQ_EINT0和IRQT_RISING这些变量
2.在second_drv_open函数中,申请4个中断:
/* IRQ_EINT0: 中断号, 定义在 asm/arch/irqs.h,被linux/irq.h调用 buttons_irq : 中断服务函数, IRQT_ BOTHEDGE: 双边沿中断, 定义在 asm/irq.h,被linux/irq.h调用 “S1”: 保存文件到/proc/interrupt/S1, 1: dev_id,中断函数的参数, 被用来释放中断服务函数,中断时并会传入中断服务函数 */ request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE, “S1”, 1); request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq,IRQT_ BOTHEDGE, “S2”, 1); request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq,IRQT_ BOTHEDGE, “S3”, 1); request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq,IRQT_ BOTHEDGE, “S4”, 1);
3.在file_oprations结构体中添加.release成员函数,用来释放中断
static struct file_operations second_drv_fops={ .owner = THIS_MODULE, .open = second_drv_open, .read = second_drv_read, .release=second_drv_class, //里面添加free_irq函数,来释放中断服务函数 };
然后写.release成员函数,释放中断:
int second_drv_class(struct inode *inode, struct file *file) { free_irq(IRQ_EINT0,1); free_irq(IRQ_EINT2,1); free_irq(IRQ_EINT11,1); free_irq(IRQ_EINT19,1); return 0; }
4.写action->handler中断服务函数,在第2小节里request_irq函数的中断服务函数是buttons_irq
static irqreturn_t buttons_irq (int irq, void *dev_id) //irq:中断号, void *:表示支持所有类型 { printk(“irq=%d\n”); return IRQ_HANDLED; }
5.make后,然后放在开发板里insmod,并挂载好了buttons设备节点,如下图:
6.通过exec 5</dev/buttons 将/dev/buttons 设备节点挂载到-sh进程下描述符5:
如下图,使用ps查看-sh进程为801,然后ls -l /proc/801/fd 找到描述符5指向/dev/buttons
如下图,并申请中断,当有按键按下时，就进入中断服务函数buttons_irq()打印数据:
6.通过exec 5<&- 将描述符5卸载
会进入.release成员second_drv_class()函数释放中断，
然后cat /proc/interrupts会发现申请的中断已经注销掉了,在-sh进程fd文件里也没有文件描述符5
7.改进中断按键驱动程序
使用等待队列,让read函数没有中断时,进入休眠状态,降低CPU.
使用dev_id来获取不同按键的状态,是上升沿还是下降沿触发?
7.1接下来要用到以下几个函数:
s3c2410_gpio_getpin(unsigned int pin); //获取引脚高低电平
pin: 引脚名称,例如:S3C2410_GPA0,定义在<asm/arch/regs-gpio.h>
队列3个函数(声明队列,唤醒队列,等待队列):
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(qname);
声明一个新的等待队列类型的中断
qname:就是中断名字,被用来后面的唤醒中断和等待中断
wake_up_interruptible(*qname);
唤醒一个中断,会将这个中断重新添加到runqueue队列（将中断置为TASK_RUNNING状态）
qname:指向声明的等待队列类型中断名字
wait_event_interruptible(qname, condition);
等待事件中断函数,用来将中断放回等待队列,
前提是condition要为0,然后将这个中断从runqueue队列中删除（将中断置为TASK_INTERRUPTIBLE状态）,然后会在函数里一直for(; ;)判断condition为真才退出
注意:此时的中断属于僵尸进程(既不在等待队列，也不在运行队列),当需要这个进程时，需要使用wake_up_interruptible(*qname)来唤醒中断
qname: (wait queue):为声明的等待队列的中断名字
condition:状态,等于0时就是中断进入休眠, 1:退出休眠
7.2 驱动程序步骤
(1)定义引脚描述结构体数组，每个结构体都保存按键引脚和初始状态,然后在中断服务函数中通过s3c2410_gpio_getpin()来获取按键是松开还是按下(因为中断是双边沿触发),并保存在key_val里(它会在.read函数发送给用户层）
/* *引脚描述结构体 */ struct pin_desc{ unsigned int pin; unsigned int pin_status; }; /* *key初始状态(没有按下): 0x01,0x02,0x03,0x04 *key状态(按下): 0x81,0x82,0x83,0x84 */ struct pin_desc pins_desc[4]={ {S3C2410_GPF0,0x01 }, {S3C2410_GPF2, 0x02 }, {S3C2410_GPG3, 0x03 }, {S3C2410_GPG11,0x04},} ;
(2)声明等待队列类型的中断button_wait:
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_ wait); //声明等待队列类型的中断
(3)定义全局变量even _press,用于中断事件标志：
static volatile int even _press = 0;
(4)在.read函数里,将even _press置0放入等待事件中断函数中,判断even _press为真,才发送数据:
even_press = 0; wait_event_interruptible(button_ wait, even _press); //当even _press为真,表示有按键按下,退出等待队列 copy_to_user(buf, &key_val, 1); //even _press为真，有数据了,发送给用户层
(5)在中断服务函数里,发生中断时, 就将even _press置1,并唤醒中断button_wait(.read函数里就会发送数据给用户层)：
even _press = 0; wake_up_interruptible(&button_wait); //唤醒中断
7.3 更改测试程序second_interrupt_text.c
最终修改如下:
#include <sys/types.h> //调用sys目录下types.h文件 #include <sys/stat.h> //stat.h获取文件属性 #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #include <string.h> /*secondtext while一直获取按键信息 */ int main(int argc,char **argv) { int fd,ret; unsigned int val=0; fd=open("/dev/buttons",O_RDWR); if(fd<0) {printf("can't open!!!\n"); return -1;}
while(1) { ret=read(fd,&val,1); //读取一个值,(当在等待队列时，本进程就会进入休眠状态) if(ret<0) { printf("read err!\n"); continue; } printf("key_val=0X%x\r\n",val); } return 0; }
8.运行结果
insmod second_interrupt.ko //挂载驱动设备
./second_interrupt_text & //后台运行测试程序
创建了4个中断,如下图:
当没有按键按下时，这个进程就处于静止状态staitc,如下图所示:
在等待队列(休眠状态)下,该进程占用了CPU0%资源,如下图所示:
当有按键按下时,便打印数据,如下图所示:
本节驱动代码如下:
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
static struct class *seconddrv_class;
static struct class_device *seconddrv_class_devs;
/* 声明等待队列类型中断 button_wait */
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_wait);
/*
* 定义中断事件标志
* 0:进入等待队列 1:退出等待队列
*/
static int even_press=0;
/*
* 定义全局变量key_val,保存key状态
*/
static int key_val=0;
/*
*引脚描述结构体
*/
struct pin_desc{
unsigned int pin;
unsigned int pin_status;
};
/*
*key初始状态(没有按下): 0x01,0x02,0x03,0x04
*key状态(按下): 0x81,0x82,0x83,0x84
*/
struct pin_desc pins_desc[4]={
{S3C2410_GPF0,0x01 },
{S3C2410_GPF2, 0x02 },
{S3C2410_GPG3, 0x03 },
{S3C2410_GPG11,0x04},} ;
int second_drv_class(struct inode *inode, struct file *file) //卸载中断
{
free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[0]);
free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[1]);
free_irq(IRQ_EINT11,&pins_desc[2]);
free_irq(IRQ_EINT19,&pins_desc[3]);
return 0;
}
/* 确定是上升沿还是下降沿 */
static irqreturn_t buttons_irq (int irq, void *dev_id) //中断服务函数
{
struct pin_desc *pindesc=(struct pin_desc *)dev_id; //获取引脚描述结构体
unsigned int pin_val=0;
pin_val=s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);
if(pin_val)
{
/*没有按下 (下降沿),清除0x80*/
key_val=pindesc->pin_status&0xef;
}
else
{
/*按下(上升沿),加上0x80*/
key_val=pindesc->pin_status|0x80;
}
even_press=1; //退出等待队列
wake_up_interruptible(&button_wait); //唤醒 中断
return IRQ_HANDLED;
}
static int second_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
request_irq(IRQ_EINT0,buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE,"S1",&pins_desc[0]);
request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE, "S2", &pins_desc[1]);
request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE, "S3", &pins_desc[2]);
request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq,IRQT_BOTHEDGE, "S4", &pins_desc[3]);
return 0;
}
static int second_drv_read(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{/*将中断 进入等待队列(休眠状态)*/
wait_event_interruptible(button_wait, even_press);
/*有按键按下,退出等待队列,上传key_val 给用户层*/
if(copy_to_user(buf,&key_val,sizeof(key_val)))
return EFAULT;
even_press=0; //数据发完后,立马设为休眠状态,避免误操作
return 0;
}
static struct file_operations second_drv_fops={
.owner = THIS_MODULE,
.open = second_drv_open,
.read = second_drv_read,
.release=second_drv_class, //里面添加free_irq函数,来释放中断服务函数
};
volatile int second_major;
static int second_drv_init(void)
{
second_major=register_chrdev(0,"second_drv",&second_drv_fops); //创建驱动
seconddrv_class=class_create(THIS_MODULE,"second_dev"); //创建类名
seconddrv_class_devs=class_device_create(seconddrv_class, NULL, MKDEV(second_major,0), NULL,"buttons");
return 0;
}
static int second_drv_exit(void)
{
unregister_chrdev(second_major,"second_drv"); //卸载驱动
class_device_unregister(seconddrv_class_devs); //卸载类设备
class_destroy(seconddrv_class); //卸载类
return 0;
}
module_init(second_drv_init);
module_exit(second_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
接下来学习:
8.中断按键驱动程序之poll机制(详解)
人间有真情，人间有真爱。
