4.查询方式来写按键驱动程序(详解)

本节目标:

   写second程序,内容:通过查询方式驱动按键

1.写出框架

1.1写file_oprations结构体，second_drv_open函数，second_drv_read函数

1.2写入口函数,并自动创建设备节点，修饰入口函数

1.3写出口函数，并自动注销设备节点，修饰出口函数

1.4 写MODULE_LICENSE(“GPL v2”)声明函数许可证

1.5 在入口函数中，利用class_create和class_device_create自动创建设备节点

在出口函数中,利用class_destroy和class_device_unregister注销设备节点

2.写Makefile并编译后，放在板子上insmod后，看看lsmod、cat /porc/devices、 ls -l /dev/second是否加载成功,如下图:

3.在框架中实现硬件操作

3.1看原理图，确定用什么寄存器控制按键引脚,如下图

 

按键0~3分别是GPF0，GPF2，GPG3，GPG11

由于是使用查询模式，并不是外部中断模式

所以配置 GPFCON(0x56000050)的位[0:1]、位[4:5]等于0x00(输入模式)

GPGCON(0x56000060)的位[6:7]、位[22:23]等于0x00

通过GPGDAT (0x56000054) 和GPGDAT(0x56000064)来查询按键状态

3.2写代码

init入口函数中使用ioremap()函数映射寄存器虚拟地址

exit出口函数中使用iounmap()函数注销虚拟地址

open函数中配置GPxCON初始化按键

read函数中先检查读出的字符是否是4个,然后获取GPxDAT状态,用key_vals[4]数组保存4个按键值,最后使用 copy_to_user(buf, key_vals,sizeof(key_vals)) 上传给用户层

4.写测试程序Secondtext.c

用法就是./ Secondtext

使用read(fd,val,sizeof(val));函数读取内核层的数据

5.然后输入./ Secondtext进行测试,按下key2时,如下图:

 

6.使用./ Secondtext & 后台运行测试程序

后台会一直运行这个程序，当我们有按键按下时，就会打印数据出来，如下图:

 

7.通过top命令可以发现这个./ Secondtext占了CPU的99%时间

因为,我们的Secondtext测试程序一直在while中通过查询方式读取按键状态,这样的效率是非常低的.

接下来开始使用中断方式来改进按键驱动程序,提高效率,先来分析内核里中断如何运行的。 

本节Secondtext测试程序代码如下:

#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 char val[4];
 fd=open("/dev/buttons",O_RDWR);        
 if(fd<0)
      {printf("can't open!!!
");
  return -1;}

 while(1)
 {
      ret=read(fd,val,sizeof(val));
      if(ret<0)
      {
      printf("read err!
");     
      continue;
      }

      if((val[0]&val[1]&val[2]&val[3])==0)
             printf("key0=%d,key1=%d,key2=%d,key3=%d
",val[0],val[1],val[2],val[3]);      
 }

 return 0;
}

本节second.c按键驱动代码如下:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <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;               //创建一个class类
static struct class_device   *seconddrv_class_devs; //创建类的设备

volatile unsigned long *GPFcon;       
volatile unsigned long *GPFdat;
volatile unsigned long *GPGcon;       
volatile unsigned long *GPGdat;

static int second_drv_open(struct inode *inode, struct file  *file)
{
    /*初始化按键*/   
   /* 配置 GPFCON(0x56000050)的位[0:1]、位[4:5]等于0x00(输入模式)
      GPGCON(0x56000060)的位[6:7]、位[22:23]等于0x00*/
    *GPFcon&=~((0x3<<0)|(0x3<<4));
    *GPGcon&=~((0x3<<6)|(0x3<<22));

   return 0;
}

static int second_drv_read(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
         unsigned char key_vals[4];

       /*按键0~3分别是GPF0，GPF2，GPG3，GPG11*/
        if(count!=sizeof(key_vals))
                 return EINVAL;       

          key_vals[0]=(*GPFdat>>0)&0X01;   
          key_vals[1]=(*GPFdat>>2)&0X01;           
          key_vals[2]=(*GPGdat>>3)&0X01; 
          key_vals[3]=(*GPGdat>>11)&0X01;   

     /*上传给用户层*/
       if(copy_to_user(buf,key_vals,sizeof(key_vals)))
        return EFAULT;
  return 0;

}

 

static struct file_operations second_drv_fops={
       .owner = THIS_MODULE,
       .open = second_drv_open,
       .read = second_drv_read,};

volatile int second_major;             //保存主设备号
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");  

   /*申请虚拟地址,然后配置寄存器*/
  /*  GPFCON(0x56000050)
      GPGCON(0x56000060) */
   GPFcon=ioremap(0x56000050,16);
   GPFdat=GPFcon+1;   

   GPGcon=ioremap(0x56000060,16);
   GPGdat=GPGcon+1;

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  

 /*注销虚拟地址*/
 iounmap(GPFcon);
 iounmap(GPGcon);

return 0;
}


module_init(second_drv_init);
module_exit(second_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");

接下来,下章学习内核中的中断如何实现的,来使用中断按键:

5.分析内核中断运行过程,以及中断3大结构体:irq_desc、irq_chip、irqaction(详解)