东莞建设网站培训,用wordpress做的站点,阿里云的企业网站建设,无忧seo博客文章目录 “线程化处理”机制#xff1a;内核函数线程化处理方式的按键驱动程序(stm32mp157)编程思路button_test.cgpio_key_drv.cMakefile修改设备树文件编译测试 “线程化处理”机制#xff1a;
工作队列是在内核的线程的上下文中执行的
工作队列中有多个 work#xff0… 文章目录 “线程化处理”机制内核函数线程化处理方式的按键驱动程序(stm32mp157)编程思路button_test.cgpio_key_drv.cMakefile修改设备树文件编译测试 “线程化处理”机制
工作队列是在内核的线程的上下文中执行的
工作队列中有多个 work前一个 work 没处理完会影响后面的 work。解决方法有如下2种 比如自己创建一个内核线程不跟别的 work 在一块。例如存储设备比如 SD/TF采用的就是单独一个线程。 使用线程化的中断处理。中断的处理仍然可以认为分为上半部、下半部。上半部用来处理紧急的事情下半部用一个内核线程来处理这个内核线程专用于这个中断。
内核函数 只需要提供 thread_fn系统会为这个函数创建一个内核线程。发生中断时系统会立刻调用 handler 函数然后唤醒某个内核线程内核线程再来执行 thread_fn 函数。
线程化处理方式的按键驱动程序(stm32mp157)
编程思路
调用 request_threaded_irq 函数注册中断调用 free_irq 卸载中断。
request_threaded_irq可以提供上半部函数也可以不提供
如果不提供内核会提供默认的上半部处理函数irq_default_primary_handler它是直接返回 IRQ_WAKE_THREAD如果提供的话返回值必须是IRQ_WAKE_THREAD。在 thread_fn 中如果中断被正确处理了应该返回 IRQ_HANDLED。
button_test.c #include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h
#include stdio.h
#include string.h
#include poll.h
#include signal.hstatic int fd;/** ./button_test /dev/my_button0 **/
int main(int argc, char **argv)
{int val;struct pollfd fds[1];int timeout_ms 5000;int ret;int flags;int i;/* 1. 判断参数 */if (argc ! 2) {printf(Usage: %s dev\n, argv[0]);return -1;}/* 2. 打开文件 */fd open(argv[1], O_RDWR | O_NONBLOCK);if (fd -1){printf(can not open file %s\n, argv[1]);return -1;}for (i 0; i 10; i) {if (read(fd, val, 4) 4)printf(get button: 0x%x\n, val);elseprintf(get button: -1\n);}flags fcntl(fd, F_GETFL);fcntl(fd, F_SETFL, flags ~O_NONBLOCK);while (1){if (read(fd, val, 4) 4)printf(get button: 0x%x\n, val);elseprintf(while get button: -1\n);}close(fd);return 0;
}
gpio_key_drv.c
#include linux/module.h
#include linux/poll.h#include linux/fs.h
#include linux/errno.h
#include linux/miscdevice.h
#include linux/kernel.h
#include linux/major.h
#include linux/mutex.h
#include linux/proc_fs.h
#include linux/seq_file.h
#include linux/stat.h
#include linux/init.h
#include linux/device.h
#include linux/tty.h
#include linux/kmod.h
#include linux/gfp.h
#include linux/gpio/consumer.h
#include linux/platform_device.h
#include linux/of_gpio.h
#include linux/of_irq.h
#include linux/interrupt.h
#include linux/irq.h
#include linux/slab.h
#include linux/fcntl.h
#include linux/timer.h
#include linux/workqueue.h
#include asm/current.h//打印内核线程的id需要的头文件struct gpio_key{int gpio;struct gpio_desc *gpiod;int flag;int irq;struct timer_list key_timer;struct tasklet_struct tasklet;struct work_struct work;//每个按键都有工作队列
} ;static struct gpio_key *gpio_keys_first;/* 主设备号 */
static int major 0;
static struct class *gpio_key_class;/* 环形缓冲区 */
#define BUF_LEN 128
static int g_keys[BUF_LEN];
static int r, w;struct fasync_struct *button_fasync;#define NEXT_POS(x) ((x1) % BUF_LEN)static int is_key_buf_empty(void)
{return (r w);
}static int is_key_buf_full(void)
{return (r NEXT_POS(w));
}static void put_key(int key)
{if (!is_key_buf_full()){g_keys[w] key;w NEXT_POS(w);}
}static int get_key(void)
{int key 0;if (!is_key_buf_empty()){key g_keys[r];r NEXT_POS(r);}return key;
}static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_key_wait);static void key_timer_expire(struct timer_list *t)
{struct gpio_key *gpio_key from_timer(gpio_key, t, key_timer);int val;int key;val gpiod_get_value(gpio_key-gpiod);printk(key_timer_expire key %d %d\n, gpio_key-gpio, val);key (gpio_key-gpio 8) | val;put_key(key);wake_up_interruptible(gpio_key_wait);kill_fasync(button_fasync, SIGIO, POLL_IN);
}static void key_tasklet_func(unsigned long data)
{/* data gpio */struct gpio_key *gpio_key data;int val;int key;val gpiod_get_value(gpio_key-gpiod);printk(key_tasklet_func key %d %d\n, gpio_key-gpio, val);
}static void key_work_func(struct work_struct *work)
{struct gpio_key *gpio_key container_of(work, struct gpio_key, work);//根据work成员的地址反推结构体地址int val;val gpiod_get_value(gpio_key-gpiod);printk(key_work_func: the process is %s pid %d\n,current-comm, current-pid);//打印内核线程的id printk(key_work_func key %d %d\n, gpio_key-gpio, val);
}/* 实现对应的open/read/write等函数填入file_operations结构体 */
static ssize_t gpio_key_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{//printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);int err;int key;if (is_key_buf_empty() (file-f_flags O_NONBLOCK))return -EAGAIN;wait_event_interruptible(gpio_key_wait, !is_key_buf_empty());key get_key();err copy_to_user(buf, key, 4);return 4;
}static unsigned int gpio_key_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);poll_wait(fp, gpio_key_wait, wait);return is_key_buf_empty() ? 0 : POLLIN | POLLRDNORM;
}static int gpio_key_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{if (fasync_helper(fd, file, on, button_fasync) 0)return 0;elsereturn -EIO;
}/* 定义自己的file_operations结构体 */
static struct file_operations gpio_key_drv {.owner THIS_MODULE,.read gpio_key_drv_read,.poll gpio_key_drv_poll,.fasync gpio_key_drv_fasync,
};static irqreturn_t gpio_key_isr(int irq, void *dev_id)
{struct gpio_key *gpio_key dev_id;//printk(gpio_key_isr key %d irq happened\n, gpio_key-gpio);tasklet_schedule(gpio_key-tasklet);mod_timer(gpio_key-key_timer, jiffies HZ/50);schedule_work(gpio_key-work);return IRQ_WAKE_THREAD;//指定上半部分函数返回值指定为IRQ_WAKE_THREAD
}static irqreturn_t gpio_key_thread_func(int irq, void *data)
{struct gpio_key *gpio_key data;int val;val gpiod_get_value(gpio_key-gpiod);printk(gpio_key_thread_func: the process is %s pid %d\n,current-comm, current-pid); //打印线程idprintk(gpio_key_thread_func key %d %d\n, gpio_key-gpio, val);return IRQ_HANDLED;//指定下半部分函数返回值指定为IRQ_WAKE_THREAD
}/* 1. 从platform_device获得GPIO* 2. gpioirq* 3. request_irq*/
static int gpio_key_probe(struct platform_device *pdev)
{int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;enum of_gpio_flags flag;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);count of_gpio_count(node);if (!count){printk(%s %s line %d, there isnt any gpio available\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first kzalloc(sizeof(struct gpio_key) * count, GFP_KERNEL);for (i 0; i count; i){ gpio_keys_first[i].gpio of_get_gpio_flags(node, i, flag);if (gpio_keys_first[i].gpio 0){printk(%s %s line %d, of_get_gpio_flags fail\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first[i].gpiod gpio_to_desc(gpio_keys_first[i].gpio);gpio_keys_first[i].flag flag OF_GPIO_ACTIVE_LOW;gpio_keys_first[i].irq gpio_to_irq(gpio_keys_first[i].gpio);//setup_timer(gpio_keys_first[i].key_timer, key_timer_expire, gpio_keys_first[i]);timer_setup(gpio_keys_first[i].key_timer, key_timer_expire, 0);gpio_keys_first[i].key_timer.expires ~0;add_timer(gpio_keys_first[i].key_timer);tasklet_init(gpio_keys_first[i].tasklet, key_tasklet_func, gpio_keys_first[i]);INIT_WORK(gpio_keys_first[i].work, key_work_func);//初始化工作队列}for (i 0; i count; i){//err request_irq(gpio_keys_first[i].irq, gpio_key_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, my_gpio_key, gpio_keys_first[i]);err request_threaded_irq(gpio_keys_first[i].irq, gpio_key_isr, gpio_key_thread_func, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, my_gpio_key, gpio_keys_first[i]);}/* 注册file_operations */major register_chrdev(0, my_gpio_key, gpio_key_drv); /* /dev/gpio_key */gpio_key_class class_create(THIS_MODULE, my_gpio_key_class);if (IS_ERR(gpio_key_class)) {printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);unregister_chrdev(major, my_gpio_key);return PTR_ERR(gpio_key_class);}device_create(gpio_key_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, my_gpio_key); /* /dev/my_gpio_key */return 0;}static int gpio_key_remove(struct platform_device *pdev)
{//int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;device_destroy(gpio_key_class, MKDEV(major, 0));class_destroy(gpio_key_class);unregister_chrdev(major, my_gpio_key);count of_gpio_count(node);for (i 0; i count; i){free_irq(gpio_keys_first[i].irq, gpio_keys_first[i]);del_timer(gpio_keys_first[i].key_timer);tasklet_kill(gpio_keys_first[i].tasklet);}kfree(gpio_keys_first);return 0;
}static const struct of_device_id my_keys[] {{ .compatible first_key,gpio_key },{ },
};/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver gpio_keys_driver {.probe gpio_key_probe,.remove gpio_key_remove,.driver {.name my_gpio_key,.of_match_table my_keys,},
};/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init gpio_key_init(void)
{int err;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);err platform_driver_register(gpio_keys_driver); return err;
}/* 3. 有入口函数就应该有出口函数卸载驱动程序时就会去调用这个出口函数* 卸载platform_driver*/
static void __exit gpio_key_exit(void)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);platform_driver_unregister(gpio_keys_driver);
}/* 7. 其他完善提供设备信息自动创建设备节点 */module_init(gpio_key_init);
module_exit(gpio_key_exit);MODULE_LICENSE(GPL);
Makefile
# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH, 比如: export ARCHarm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILEaarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH, 比如: export PATH$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
# 请参考各开发板的高级用户使用手册KERN_DIR /home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4all:make -C $(KERN_DIR) Mpwd modules $(CROSS_COMPILE)gcc -o button_test button_test.c
clean:make -C $(KERN_DIR) Mpwd modules cleanrm -rf modules.order button_test# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y : a.o b.o
# obj-m ab.oobj-m gpio_key_drv.o修改设备树文件 对于一个引脚要用作中断时
a) 要通过 PinCtrl 把它设置为 GPIO 功能【ST 公司对于 STM32MP157 系列芯片GPIO 为默认模式 不需要再进行配置Pinctrl 信息】b) 表明自身是哪一个 GPIO 模块里的哪一个引脚【修改设备树】
打开内核的设备树文件arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dts
gpio_keys_first {compatible first_key,gpio_key;gpios gpiog 3 GPIO_ACTIVE_LOWgpiog 2 GPIO_ACTIVE_LOW;
};与此同时需要把用到引脚的节点禁用
注意如果其他设备树文件也用到该节点需要设置属性为disabled状态在arch/arm/boot/dts目录下执行如下指令查找哪些设备树用到该节点
grep gpiog * -nr如果用到该节点需要添加属性去屏蔽
status disabled; 编译测试
首先要设置 ARCH、CROSS_COMPILE、PATH 这三个环境变量后进入 ubuntu 上板子内核源码的目录在Linux内核源码根目录下执行如下命令即可编译 dtb 文件
make dtbs V1编译好的文件在路径由DTC指定移植设备树到开发板的共享文件夹中先保存源文件然后覆盖源文件重启后会挂载新的设备树进入该目录查看是否有新添加的设备节点
cd /sys/firmware/devicetree/base 编译驱动程序在Makefile文件目录下执行make指令此时目录下有编译好的内核模块gpio_key_drv.ko和可执行文件button_test文件移植到开发板上
确定一下烧录系统cat /proc/mounts查看boot分区挂载的位置将其重新挂载在boot分区mount /dev/mmcblk2p2 /boot然后将共享文件夹里面的设备树文件拷贝到boot目录下这样的话设备树文件就在boot目录下
cp /mnt/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb /boot重启后挂载运行
insmod -f gpio_key_drv.ko // 强制安装驱动程序
ls /dev/my_gpio_key
./button_test /dev/my_gpio_key //后台运行此时prink函数打印的内容看不到然后按下按键
