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嵌入式核心及驅動開發之學習筆記(八) 阻塞模式+中斷實現讀取資料

目前已經學習兩種應用層IO模型的使用

非阻塞:立即返回結果,如果想得到期望的結果,要不停的呼叫這個方法(輪詢),非常耗費資源

阻塞:沒有得到真正的資料前,不返回結果。此時,程序進入阻塞(休眠)態,直到有資料喚醒程序,這個過程不耗資源。

PS:linux應用中,大部分的函式介面都是阻塞

 

 驅動程式將程序進入休眠狀態的過程

        1將當前程序加入到等待佇列頭中
        2將當前程序狀態設定成TASK_INTERRUPTIBLE
        3讓出排程--休眠
就是說,將程序加入一個佇列中。如果改變它的狀態成TASK_INTERRUPTIBLE,並讓CPU不再排程它,那這就是進入阻塞(休眠)態了。在linux驅動開發中,通過一個介面完成上述過程

wait_event_interruptible(wq, condition)

 

寫驅動程式的的步驟


        1等待佇列頭

init_waitqueue_head(wait_queue_head_t *q);


        2在需要等待(沒有資料)的時候,進行休眠

wait_event_interruptible(wait_queue_head_t wq, condition) // 內部會構建一個等待佇列項/節點wait_queue_t


        3在一個合適的時候(有資料),會將程序喚醒

wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *q)

 

驅動程式

在驅動模組載入時,也就是初始化函式key_drv_init中,加入 等待列隊頭。當應用程式呼叫read介面函式時,使用wait_event_interruptible函式,condition引數為1說明有資料就繼續執行,沒有則阻塞等待。wake_up_interruptible用來喚醒休眠中的程序。

//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; // 按鍵的型別
	int value; // 狀態
};


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


//static int irqno;


int get_irqno_from_node(void)
{	
	//從裝置樹路徑,查詢節點
	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;

	//物件例項化
	key_dev = kzalloc(sizeof(struct key_desc),	GFP_KERNEL);

	//申請主裝置號
	key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "key_drv", &key_fops);

	//建立裝置結點
	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");

	
	//硬體初始化
	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);

	// 初始化等待佇列頭
	init_waitqueue_head(&key_dev->wq_head);

	return 0;
}

static void __exit key_drv_exit(void)
{

	iounmap(key_dev->reg_base);			//去對映
	free_irq(key_dev->irqno, NULL);		//釋放中斷資源
	device_destroy(key_dev->cls, MKDEV(key_dev->dev_major,0));	//
	class_destroy(key_dev->cls);								//
	unregister_chrdev(key_dev->dev_major, "key_drv");			//登出主裝置號
	kfree(key_dev);												//釋放結構體記憶體


}


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;
	}
	
	// 表示有資料,需要去喚醒整個程序/等待佇列
	wake_up_interruptible(&key_dev->wq_head);
	//同時設定標誌位
	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(沒有資料)的時候,進行休眠
	wait_event_interruptible(key_dev->wq_head, key_dev->key_state);
	
	// 表示有資料
	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的資料記錄
	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");