（3.1）一個按鍵所能涉及的：按鍵中斷
阿新 • • 發佈：2018-12-16
/* AUTHOR: Pinus
* Creat on : 2018-10-11
* KERNEL : linux-4.4.145
* BOARD : JZ2440(arm9 s3c2440)
* REFS : 韋東山視訊教程第二期
*/
概述
作為本系列的第三節第一部分，我們以實現一個按鍵中斷講述字元裝置驅動中經常會涉及的種種，首先先介紹外部中斷的實現；
實驗
目的：實現一個按鍵驅動程式
一、微控制器上常用的迴圈查詢的方式
1、實現出入口函式，註冊裝置，file_operation,實現open初始化相應IO暫存器，read函式讀取對應IO口的值，這部分比較基礎，與前文LED本質上沒有什麼差別，直接上程式碼。
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/device.h> //class_create
#include <linux/module.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
static struct class *buttons_class;
static struct device *buttons_dev;
static unsigned long gpio_va;
#define GPIO_OFT(x) ((x) - 0x56000000)
#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)(gpio_va + GPIO_OFT(0x56000050)))
#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)(gpio_va + GPIO_OFT(0x56000054)))
#define GPGCON (*(volatile unsigned long *)(gpio_va + GPIO_OFT(0x56000060)))
#define GPGDAT (*(volatile unsigned long *)(gpio_va + GPIO_OFT(0x56000064)))
static int buttons_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/*BUTTONS GPF0,2 GPG3,11 */
GPFCON &= ~((0x3<<(0*2)) | (0x3<<(2*2))); //先將對應位清零
GPGCON &= ~((0x3<<(3*2)) | (0x3<<(11*2))); // 00 in
return 0;
}
static ssize_t buttons_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
/*返回四個引腳電平*/
unsigned char key_vals[4];
int regval;
if (sizeof(key_vals) != size)
return -EINVAL;
//讀GPF0 2
regval = GPFDAT;
key_vals[0] = (regval & (1<<0)) ? 1 : 0;
key_vals[1] = (regval & (1<<2)) ? 1 : 0;
//讀GPG3 11
regval = GPGDAT;
key_vals[2] = (regval & (1<<3)) ? 1 : 0;
key_vals[3] = (regval & (1<<11)) ? 1 : 0;
copy_to_user(buf, key_vals, sizeof(key_vals));
return sizeof(key_vals);
}
static const struct file_operations jz2440_buttons_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = buttons_drv_open,
.read = buttons_drv_read,
};
unsigned int major;
static int __init buttons_drv_init(void)
{
unsigned int minor = 0;
gpio_va = ioremap(0x56000000, 0x100000);
if (!gpio_va) {
return -EIO;
}
major = register_chrdev(0, "buttons_dev", &jz2440_buttons_fops); //註冊 告訴核心
if (major < 0)
{
printk("buttons_dev can't register major number\n");
return major;
}
buttons_class = class_create(THIS_MODULE, "buttons_class"); //建立一個類
buttons_dev = device_create(buttons_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); //建立裝置節點"buttons"
printk("buttons_dev initialized\n");
return 0;
}
static void __exit buttons_drv_exit(void)
{
iounmap(gpio_va);
unregister_chrdev(major, "buttons_dev"); //解除安裝裝置驅動
device_unregister(buttons_dev); //解除安裝類下的裝置
class_destroy(buttons_class); //解除安裝類
}
/* 這兩行指定驅動程式的初始化函式和解除安裝函式 */
module_init(buttons_drv_init);
module_exit(buttons_drv_exit);
MODULE_AUTHOR(" 2、測試程式
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> int main(int argc, char **argv) { int fd; char key_vals[4]; char old_key_vals[4]; char button_status=-1; unsigned char len; int cnt=0; fd = open("/dev/buttons", O_RDWR); if (fd < 0) printf("can't open dev nod !\n"); while(1){ read(fd, key_vals, sizeof(key_vals)); if(!key_vals[0] || !key_vals[1] || !key_vals[2] || !key_vals[3]){ printf("%04d key_vals : %d %d %d %d\n", cnt++, key_vals[0], key_vals[1], key_vals[2], key_vals[3]); } } return 0; }
很顯然，測試程式就是開啟的裝置，然後不斷迴圈讀取，極度浪費cpu資源，沒有任何實用價值。
二、使用中斷
1.有過基礎的都知道，要想使用中斷，當然我們要先初始化/申請一箇中斷，編寫對應的中斷函式。
static const struct file_operations jz2440_buttons_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = buttons_drv_read,
.open = buttons_drv_open,
.release = buttons_drv_close,
};我們在open時初始化中斷，在release(釋放)時釋放中斷
static int buttons_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/*BUTTONS GPF0,2 GPG3,11 */
/*配置為irq mode*/
request_irq(IRQ_EINT0, button_irq_handle, IRQF_TRIGGER_FALLING, "S2", &pins_desc[0]); //註冊中斷
request_irq(IRQ_EINT2, button_irq_handle, IRQF_TRIGGER_FALLING, "S3", &pins_desc[1]);
request_irq(IRQ_EINT11, button_irq_handle, IRQF_TRIGGER_FALLING, "S4", &pins_desc[2]);
request_irq(IRQ_EINT19, button_irq_handle, IRQF_TRIGGER_FALLING, "S5", &pins_desc[3]);
return 0;
}關鍵的函式就是
request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags,const char *name, void *dev)/*irq: 中斷號；
*handler: 中斷處理函式
*flags: 中斷方式標誌
*name: 給申請的中斷取個名字
*dev: 自定義，可以用來傳遞一些引數
*/
自定義傳遞的引數，用來告知是哪個引腳觸發中斷，和定義的按鍵狀態
struct intpin_desc{
unsigned int pin;
unsigned int key_val;
};
/*按下時鍵值是 0x01 0x02 0x03 0x04*/
/*鬆開時 0x81 0x82 0x83 0x84*/
struct intpin_desc pins_desc[4] = {
{S3C2410_GPF(0), 0x01},
{S3C2410_GPF(2), 0x02},
{S3C2410_GPG(3), 0x03},
{S3C2410_GPG(11), 0x04},
};中斷處理函式
static irqreturn_t button_irq_handle(int irq, void *dev_id)
{
struct intpin_desc * pindesc = (struct intpin_desc *)dev_id;
unsigned int pinval;
pinval = gpio_get_value(pindesc->pin);
if (pinval){
/*鬆開*/
key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
}else{
/*按下*/
key_val = pindesc->key_val;
}
ev_press = 1;
wake_up_interruptible(&button_waitq); /*喚醒程式*/
return IRQ_HANDLED;
}上面的中斷處理函式很短，關鍵就兩步，一是根據觸發中斷的引腳（由申請中斷時傳遞的引數結構體得到，不同的觸發中斷引數自然不同）的到當前引腳狀態；二是使用了
ev_press = 1;
wake_up_interruptible(&button_waitq); /*喚醒程式*/首先先看一下read函式
static ssize_t buttons_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
if (size != 1)
return -EINVAL;
/*如果沒有按鍵發生， 休眠
* 如果有，返回
*/
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
ev_press = 0;
copy_to_user(buf, &key_val, 1);
return 1;
}可以看到，其主要內容也是兩部分，一是將按鍵狀態key_val傳遞給使用者，二是呼叫了
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
ev_press = 0;它與中斷處理函式中的一個wait一個wakeup，顯然是一對共同起作用，它的作用就是使當前程式睡眠，等待喚醒。
首先在程式最前面初始化一個等待佇列
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq); /* 註冊一個等待佇列 */通過呼叫下面函式，當condition(條件)ev_press為0時，沉睡，ev_press為1時不沉睡
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
通過呼叫下函式可以將佇列中的程式喚醒繼續執行
wake_up_interruptible(&button_waitq); /*喚醒*/
當然不要忘記在release中釋放申請的中斷
int buttons_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
//釋放中斷
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;
}2.測試程式
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
char key_val;
fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
if (fd < 0){
printf("can't open dev nod !\n");
return -1;
}
while(1){
read(fd, &key_val, 1);
printf("key_val = 0x%x\n", key_val);
}
return 0;
}此時程式就很清晰了
1.初始化，裝置節點，初始化中斷，在while中想要讀取按鍵狀態
2.當沒有按鍵按下觸發中斷時，程式會沉睡，不佔用cpu資源
3.當按鍵按下，程式會暫時喚醒，向用戶傳送一次按鍵狀態，隨後沉睡等待下一次中斷