linux驱动程序之查询按键

uqHZau · 发表于 2020-5-19 08:52

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在上一节中，我们讲解了如何自动创建设备节点，并用“最笨”的方法实现点亮LED。

上一节文章链接：

这一节里，我们基于上一节的基础上，稍微改动一下，来实现一个查询方式的按键驱动。

问：既然是基于上一节的基础，只是稍微改动，改动了哪些？

答：框架是不变的，还是字符设备框架，硬件操作有稍微变动，上一节里，LED的GPIO设置为输出方式，这一节里，KEY的GPIO设置为输入方式；上一节里，LED驱动的核心函数实现了led_open，led_write，这一节里，KEY驱动的核心函数实现了key_open，key_read；最大不同点在于write函数和read函数，其他没什么不一样。

问：内核如何将数据传递给应用空间的程序？

答：上一节已经讲过了，使用copy_to_user函数。

详细请参考驱动源码：

#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h> //class_create

static struct class *seconddrv_class;
static struct device *seconddrv_device;

volatile unsigned long *gpfcon = NULL;
volatile unsigned long *gpfdat = NULL;

int major;
static int second_drv_open(struct inode * inode, struct file * filp)
{
/*  K1 ---- EINT1,K2 ---- EINT4,K3 ---- EINT2,K4 ---- EINT0
       *  配置GPF1、GPF4、GPF2、GPF0为输入引脚
   */
   *gpfcon &= ~((0x3 << (1*2)) | (0x3 << (4*2)) | (0x3 << (2*2)) | (0x3 << (0*2)));
return 0;
}

static ssize_t second_drv_read(struct file *file, char __user *user, size_t size,loff_t *ppos)
{
unsigned char key_vals[4];
unsigned long val;    //用于接收按键值

if (size != sizeof(key_vals))
return -EINVAL;

/*  K1 ---- EINT1,K2 ---- EINT4,K3 ---- EINT2,K4 ---- EINT0
       *  读GPF1、GPF4、GPF2、GPF0引脚值
   */
val = *gpfdat;
key_vals[0] = (val & (1<<1)) ? 1 : 0;
key_vals[1] = (val & (1<<4)) ? 1 : 0;
key_vals[2] = (val & (1<<2)) ? 1 : 0;
key_vals[3] = (val & (1<<0)) ? 1 : 0;

/* 读出值后，将数据传给应用程序 */
copy_to_user(user, key_vals, sizeof(key_vals));

return sizeof(key_vals);

}
/* File operations struct for character device */
static const struct file_operations second_drv_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = second_drv_open,
.read = second_drv_read,
};

/* 驱动入口函数 */
static int second_drv_init(void)
{
/* 主设备号设置为0表示由系统自动分配主设备号 */
major = register_chrdev(0, "second_drv", &second_drv_fops);

/* 创建seconddrv类 */
seconddrv_class = class_create(THIS_MODULE, "seconddrv");

/* 在seconddrv类下创建buttons设备，供应用程序打开设备*/
seconddrv_device = device_create(seconddrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons");

/* 将物理地址映射为虚拟地址 */
gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
gpfdat = gpfcon + 1;

return 0;
}

/* 驱动出口函数 */
static void second_drv_exit(void)
{
unregister_chrdev(major, "second_drv");
device_unregister(seconddrv_device);  //卸载类下的设备
class_destroy(seconddrv_class); //卸载类
iounmap(gpfcon); //解除映射
}

module_init(second_drv_init);  //用于修饰入口函数
module_exit(second_drv_exit);  //用于修饰出口函数

MODULE_AUTHOR("LWJ");
MODULE_DESCRIPTION("Just for Demon");
MODULE_LICENSE("GPL");  //遵循GPL协议

应用测试程序源码：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

/* second_test
*/
int main(int argc ,char *argv[])

{
int fd;
unsigned char key_vals[4];
int cnt = 0;  //养成好习惯，用于计数时，一般初始化为0

fd = open("/dev/buttons",O_RDWR);
if (fd < 0)
{
printf("open error\n");
}

/* 查询方式死循环地读 */
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 pressed: %d %d %d %d\n",cnt++,key_vals[0],key_vals[1],key_vals[2],key_vals[3]);
}
}
return 0;
}

测试步骤1：

[WJ2440]# ls
Qt          etc          mnt          second_drv.ko  var
TQLedtest    first_drv.ko opt          second_test web
app_test    first_test    proc          sys
bin          home          root          tmp
dev          lib          sbin          udisk
driver_test linuxrc       sddisk       usr
[WJ2440]# ls /dev/buttons -l
ls: /dev/buttons: No such file or directory
[WJ2440]# insmod second_drv.ko
[WJ2440]# lsmod
second_drv 2184 0 - Live 0xbf009000
[WJ2440]# ls /dev/buttons -l
crw-rw---- 1 root    root    252, 0 Jan  2 01:52 /dev/buttons
[WJ2440]# ls sys/class/seconddrv/ -l
lrwxrwxrwx 1 root    root          0 Jan  2 01:52 buttons -> ../../devices/virtual/seconddrv/buttons
[WJ2440]# ./second_test
0000 key pressed: 0 1 1 1
0001 key pressed: 0 1 1 1
0002 key pressed: 0 1 1 1
0003 key pressed: 0 1 1 1
0004 key pressed: 0 1 1 1
....
0305 key pressed: 1 0 1 1
0306 key pressed: 1 0 1 1
0307 key pressed: 1 0 1 1
0308 key pressed: 1 0 1 1
0309 key pressed: 1 0 1 1
....
0460 key pressed: 1 1 0 1
0461 key pressed: 1 1 0 1
0462 key pressed: 1 1 0 1
0463 key pressed: 1 1 0 1
0464 key pressed: 1 1 0 1
....
0615 key pressed: 1 1 1 0
0616 key pressed: 1 1 1 0
0617 key pressed: 1 1 1 0
0618 key pressed: 1 1 1 0
0619 key pressed: 1 1 1 0

测试步骤2：

[WJ2440]# ./second_test  &
[WJ2440]# top
Mem: 9988K used, 50176K free, 0K shrd, 0K buff, 7168K cached
CPU: 14.9% usr 84.8% sys  0.0% nic  0.0% idle  0.0% io  0.0% irq  0.1% sirq
Load average: 0.71 0.22 0.07 2/23 603
  PID  PPID USER    STAT VSZ %MEM CPU %CPU COMMAND
  602 592 root    R    1432  2.3 0 99.0 ./second_test
  603 592 root    R    2092  3.4 0  0.7 top
  592    1 root    S    2092  3.4 0  0.0 -/bin/sh
1    0 root    S    2088  3.4 0  0.0 init
  589    1 root    S    2088  3.4 0  0.0 /usr/sbin/telnetd -l /bin/login
  587    1 root    S    1508  2.5 0  0.0 EmbedSky_wdg
  573    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [rpciod/0]
5    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [khelper]
  329    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [nfsiod]
2    0 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [kthreadd]
3    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [ksoftirqd/0]
4    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [events/0]
11    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [async/mgr]
  237    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [kblockd/0]
  247    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [khubd]
  254    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [kmmcd]
  278    2 root    SW    0  0.0 0  0.0 [pdflush]
  279    2 root    SW    0  0.0 0  0.0 [pdflush]
  280    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [kswapd0]
  325    2 root    SW<    0  0.0 0  0.0 [aio/0]

由测试步骤2可知，second_test进程在后台运行时，占用了将近99%的CPU利用率，显然，这种查询式驱动是不合理的，必将被取代。

大小的小 · 发表于 2020-5-19 10:13

谢谢分享，很实用

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