Linux驱动修炼之道-按键
哈尔滨理工大学软件工程专业08-7李万鹏原创作品，转载请标明出处http://blog.csdn.net/woshixingaaa/archive/2011/04/02/6299363.aspx
按键程序使用了驱动的很多知识。有中断，阻塞，等待队列，linux设备驱动模型等。
使用中断处理的步骤是：
[*]向内核注册中断
[*]实现中断处理函数。
安装中断的函数是：
int request_irq(unsigned int irq,irqreturn_t (*handler) (int, void*, struct pt_regs *),unsigned long flags,const char *dev_name,void *dev_id);
释放的函数：
void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);
这里主要是申请中断信号线，这是一个非常宝贵的资源。request_irq中的参数dev_id用于共享中断信号线的时候，因为需要中断处理的设备肯定比中断信号线多的，所以一旦某一个触发了中断，内核需要在这条中断线上寻找发生中断的设备，由于大家使用的中断号是一样的，所以通过dev_id来识别，dev_id是唯一的。使用完要注意释放着宝贵的资源。从下边的程序可以看到注册中断是在open的时候，为什么不在注册模块的函数中呢，因为如果是在注册函数中除非卸载模块，这样这个驱动会一直占用中断号，而自己可能不用，这样就白白浪费了宝贵的资源。
中断处理的函数原型是:
irqreturn_t (*handler) (int, void*, struct pt_regs *)；
第一个参数是irq，第二个是dev_id，第三个是struct pt_reg *regs，很少用，它保存了处理器进入中断代码之前的处理器上下文快照。注意返回值，如果处理程序发现其设备的确需要处理，则应返回IRQ_HANDLED；否则，返回值应该是IRQ_NONE。
在读取的时候使用的是阻塞机制，也就是说如果用户程序获得不到数据，就阻塞。此时那个进程进入休眠状态，被CPU的调度器从运行队列搬到等待队列。Linux内核中阻塞是通过等待队列来实现的。在Linux中，一个等待队列通过一个“等待队列头(wait queue head)”来管理。等待队列头是一个类型为wait_queue_head_t的结构体，定义在<linux/wait.h>中。
可通过如下方法静态定义并初始化一个等待队列:
DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(name);
或者用动态的方法：
wait_queue_head_t my_queue;init_waitqueue_head(&my_queue);
Linux内核中的休眠方式是使用wait_event宏,如下：
wait_event(queue,condition);wait_event_interruptible(queue,condition);wait_event_timeout(queue,condition,timeout);wait_event_interruptible_timeout(queue,condition,timeout);
queue是等待队列头，condition是等待条件。如果condition为0，则进行阻塞；否则，不阻塞。wait_event_interruptible宏与wait_event宏的区别是wait_event_interruptible是可以被信号中断的。当进程休眠时，它将期待某个条件在未来成为真；当一个进程被唤醒时，它必须再次检测它所等待的条件的确为真。
用来唤醒等待队列的函数：
void wake_up(wait_queue_head_t *queue);void wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *queue);
wake_up会唤醒等待在给定queue上的所有进程。wake_up_interruptible只会唤醒那些执行可中断休眠的进程。
#include <linux/fs.h>#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>#include <linux/interrupt.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/platform_device.h>#include <linux/types.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/irq.h>#include <linux/irq.h>#include <mach/hardware.h>#include <linux/slab.h>#define key_major 234#define key_minor 0dev_t dev_num;struct cdev * keyp;struct class *key_class;#define DEVICE_NAME "key_driver"volatile int press_cnt[] = {0,0,0,0};volatile bool ev_press = 0;DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(key_wait);struct irq_key_descriptor{unsigned int irq;unsigned int flags;const char *dev_name;};struct irq_key_descriptor key_irq[] = {{IRQ_EINT0,IRQF_DISABLED,"key0"},{IRQ_EINT2,IRQF_DISABLED,"key1"},};irqreturn_t key_interrupt(int irq, void *dev_id){volatile int *press_cnt = (volatile int *)dev_id;*press_cnt = *press_cnt + 1;ev_press = 1;wake_up_interruptible(&key_wait);return IRQ_HANDLED;}int key_open(struct inode *inode, struct file *filp){int i;unsigned long err;for(i = 0; i < sizeof(key_irq)/sizeof(key_irq); i++){err = request_irq(key_irq.irq, key_interrupt,key_irq.flags,key_irq.dev_name,(void*)&press_cnt);if(err)break;}if(err){i--;for(;i>=0;i--)free_irq(key_irq.irq,(void*)&press_cnt);return -EBUSY;}return 0;}int key_close(struct inode *inode, struct file *filp){int i; for(i = 0; i < sizeof(key_irq)/sizeof(key_irq); i++){free_irq(key_irq.irq,(void*)&press_cnt);}return 0;}ssize_t key_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count , loff_t * offp){unsigned long err;wait_event_interruptible(key_wait, ev_press);ev_press = 0;err = copy_to_user(buf,(const void *) press_cnt,count);memset((void*)press_cnt, 0, sizeof(press_cnt));return err?-EFAULT:0;}struct file_operations key_ops = {.owner = THIS_MODULE,.open = key_open,.release = key_close,.read = key_read,};void key_cdev_setup(void){int err;cdev_init(keyp,&key_ops);keyp->owner = THIS_MODULE;keyp->ops = &key_ops; err = cdev_add(keyp,dev_num,1);if(IS_ERR(&err))printk(KERN_NOTICE "Error %d adding key_driver",err);}static int __init keyp_init(void){int ret;if(key_major){dev_num = MKDEV(key_major, key_minor);ret = register_chrdev_region(dev_num, 1, DEVICE_NAME);}else{ret = alloc_chrdev_region(&dev_num, key_minor, 1, DEVICE_NAME);}if(ret < 0){printk(KERN_WARNING "key: can't get major %d\n",key_major);return ret;}keyp = kmalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);if(!keyp){ret = -ENOMEM;}memset(keyp,0,sizeof(struct cdev));key_cdev_setup();key_class = class_create(THIS_MODULE,DEVICE_NAME);if(IS_ERR(key_class)){printk("Error:Failed to create key_class\n");return -1;}device_create(key_class,NULL,dev_num,NULL,DEVICE_NAME);printk(DEVICE_NAME "initialized\n");return 0;}static void __exit keyp_exit(void){cdev_del(keyp);kfree(keyp);unregister_chrdev_region(dev_num,1);}module_init(keyp_init);module_exit(keyp_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("liwanpeng");
用户测试程序：
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/ioctl.h> int main(int argc,char **argv){int i;int ret;int fd;int press_cnt;fd=open("/dev/key_driver",0);if(fd<0){printf("Can't open /dev/key_driver \n");return -1;}//这是个无限循环，进程有可能在read函数中休眠，当有按键按下时，//它才返回while(1) {ret = read(fd,press_cnt,sizeof(press_cnt));if(ret<0){printf("read err !\n");continue;}//如果被按下的次数不为0，打印出来 for(i=0;i<sizeof(press_cnt)/sizeof(press_cnt);i++) {if(press_cnt)printf("Key%d has been pressed %d times \n",i+1,press_cnt);}} }
Makefile:
ifneq ($(KERNELRELEASE), )obj-m:=key_driver.oelseKERNELSRC :=/home/hacker/linux-2.6.30.4modules:make -C $(KERNELSRC) SUBDIRS=$(PWD) $@clean:rm -f *.o *.ko *.mod.c *~endif
效果：
观察效果图，有的时候是按1次，有的是2，3，7等，看看用户程序，那里一直在读，如果按键不按下，则没有任何输出，因为读取进程被阻塞了，如果安下在读后按的次数会被清零。那应该都显示1啊，因为驱动程序中每按一次，在中断程序中唤醒等待进程，然后读取函数中进行了清零，应该每次都为1。可是，进程被唤醒后从等待队列搬到运行队列，在运行队列需要排队的，也就是说，可能不会立即获得时间片，这样下次中断又进行了加1，所以。。。哈哈
http://hi.csdn.net/attachment/201104/7/0_1302143368aLNw.gif
页:
[1]