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前面文章学习了 Linux内核提供的针对应用程序阻塞与非阻塞访问设备的处理方法。文章地址如下#xff1a;
Linux内核中处理非阻塞访问的方法#xff1a;轮询-CSDN博客
Linux内核中轮询对应于应用层的函数之一#xff1a;poll函数-CSDN博客
Linux内核中轮询对应…一. 简介
前面文章学习了 Linux内核提供的针对应用程序阻塞与非阻塞访问设备的处理方法。文章地址如下
Linux内核中处理非阻塞访问的方法轮询-CSDN博客
Linux内核中轮询对应于应用层的函数之一poll函数-CSDN博客
Linux内核中轮询对应于应用层的函数之一epoll函数-CSDN博客
如果用户应用程序以非阻塞的方式访问设备设备驱动程序就要提供非阻塞的处理方式也就是轮询。Linux内核提供了轮询的方法来处理应用层以非阻塞方式访问设备。
本文通过编写Linux驱动代码轮询函数的实现来处理 Linux下应用程序以非阻塞方式访问设备。 二. Linux下非阻塞IO实验一
应用层的 select()函数poll()函数epoll()函数这三个函数对应了 Linux 驱动 file_operations 结构体中的成员函数 .poll的函数实现。所以本实验就是实现 file_operations结构体函数集中 .poll函数的实现。 本实验是在 按键中断实验工程 14_block _io 的基础上进行更改。接下来进行轮询函数的实现。
1. 创建工程
1首先创建 14_non_block_io 工程目录
wangtianwangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers$ mkdir 14_non_block_io2其次进入14_non_block_io目录下将 14_block _io工程目录下所有文件拷贝到 14_non_block_io 目录下
wangtianwangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io$ cp ../14_block_io/* ./ -rf将 .vscode及其下文件也拷贝到 14_block_io目录下
wangtianwangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io$ cp ../14_block_io/.vscode/ ./ -rf注意 .vscode目录下的文件设置了驱动可能会调用到的 Linux内核源码这里是NXP官方提供的Linux内核源码的路径。 2. 驱动代码实现
因为应用程序是以阻塞的方式访问设备的。所以这里主要实现也就是 file_operations结构体函数集中 .poll函数。
key_irq.c文件添加 非阻塞处理后如下所示
#include linux/module.h
#include linux/kernel.h
#include linux/init.h
#include linux/fs.h
#include linux/uaccess.h
#include linux/io.h
#include linux/cdev.h
#include linux/device.h
#include linux/of.h
#include linux/of_address.h
#include linux/of_gpio.h
#include linux/timer.h
#include linux/of_irq.h
#include linux/interrupt.h
#include linux/types.h
#include asm/atomic.h
#include linux/wait.h
#include linux/sched.h
#include asm/current.h
#include linux/poll.h#define IRQ_NAME key_irq
#define IRQ_CNT 1
#define KEY_NUM 1
#define KEY0_VALUE 0x01 //key0按键值
#define INVAL_KEY_VALUE 0xFF //无效的按键值static int irq_dev_open(struct inode *inode, struct file *filp);
ssize_t irq_dev_read(struct file * filp, char __user * buf, size_t count, loff_t * ppos);
static unsigned int irq_dev_poll(struct file *file, poll_table * wait);
int irq_dev_close(struct inode * inode, struct file * filp);static const struct file_operations irq_fops {.open irq_dev_open,.owner THIS_MODULE,.read irq_dev_read,.poll irq_dev_poll,.release irq_dev_close,
};/*key按键结构体 */
struct key_dev{int gpio_number; //IO编号int interrupt_number; //中断号unsigned char value; //键值unsigned char name[50]; //按键名字irqreturn_t (*handler)(int, void*); //中断处理函数
};/*imx6ull_irq设备结构体 */
struct irq_dev{dev_t devid; //主设备号次设备号int major; //主设备号int minor; //次设备号struct cdev cdev;struct class* class;struct device* device;struct device_node * dev_node;//设备节点struct key_dev key[KEY_NUM];struct timer_list timer; //定时器atomic_t key_value; //按键值atomic_t key_release; //按键释放标志wait_queue_head_t wait_queue_head; //等待队列头
};struct irq_dev irq;/* 打开设备函数*/
static int irq_dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{filp-private_data irq;return 0;
}/*读取数据函数这里读取按键值 */
ssize_t irq_dev_read(struct file * filp, char __user * buf, size_t count, loff_t * ppos)
{int ret 0;struct irq_dev* dev filp-private_data;unsigned char key_release 0;unsigned char key_value 0;//判断是否为非阻塞访问if(filp-f_flags O_NONBLOCK) //非阻塞访问{if(atomic_read(dev-key_release) 0) {return -EAGAIN;}}else //阻塞访问{ //等待按键按下一次事件wait_event_interruptible(dev-wait_queue_head, atomic_read(dev-key_release));}key_release atomic_read(dev-key_release);key_value atomic_read(dev-key_value);if(key_release) //判断按键是否释放{if(key_value0x80){key_value ~(0x80); //去掉标志位ret copy_to_user(buf, key_value, sizeof(key_value));if(ret ! 0){printk(copy_to_user failed!\n);goto data_error;}}key_release 0;atomic_set(dev-key_release, 0);}else{goto data_error;}data_error:return ret;
}static unsigned int irq_dev_poll(struct file *file, poll_table * wait)
{int mask 0;struct irq_dev* dev file-private_data;poll_wait(file, dev-wait_queue_head, wait);//判断是否可读if(atomic_read(dev-key_release)){mask POLLIN | POLLRDNORM;}return mask;
}/* 关闭设备函数 */
int irq_dev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
{return 0;
}/*定时器处理函数对按键进行消抖处理 */
void timer_handler(unsigned long data)
{int value 0;struct irq_dev* dev (struct irq_dev*)data;//读取按键值value gpio_get_value(dev-key[0].gpio_number);if(value 0) //按键按下{// printk(KEY0 Press!\n);atomic_set(dev-key_value, dev-key[0].value);}else if(value 1) //按键释放{// printk(KEY0 Release!\n);//按键值最高位置1打上标志atomic_set(dev-key_value, (0x80|dev-key[0].value));atomic_set(dev-key_release, 1); //一次完整的按键标志}/*按键有效时唤醒进入休眠状态的进程 */ if(atomic_read(dev-key_release)) //完成一次按键过程{wake_up(dev-wait_queue_head);}
}/* 中断处理函数 */
static irqreturn_t key0_irq_handler(int irq, void *param)
{struct irq_dev* dev param;dev-timer.data (volatile unsigned long)param;//设置定时器超时时间开启定时器mod_timer(dev-timer, jiffies msecs_to_jiffies(20)); //按键按下后延时20msreturn IRQ_HANDLED;
}/*按键初始化 */
static int key_io_init(struct irq_dev* dev)
{int ret 0;int i 0;int n 0;/*1.获取设备节点 */dev-dev_node of_find_node_by_path(/key);if(NULL dev-dev_node){printk(find dev_node failed!\n);goto find_dev_node;}/*2.获取IO编号 */for(i0; i KEY_NUM; i){ dev-key[i].gpio_number of_get_named_gpio(dev-dev_node, key-gpio, i);if(dev-key[i].gpio_number 0){printk(get gpio number failed!\n);goto get_gpio_number;}}/*3.申请IO */for(i 0; i KEY_NUM; i){memset(dev-key[i].name, 0, sizeof(dev-key[i].name));sprintf(dev-key[i].name, KEY%d, i);ret gpio_request(dev-key[i].gpio_number, dev-key[i].name);if(ret ! 0){printk(gpio request fail!\n);goto gpio_request;}/* 将GPIO设置为输入*/gpio_direction_input(dev-key[i].gpio_number);/* 获取中断号*/dev-key[i].interrupt_number gpio_to_irq(dev-key[i].gpio_number);if(!dev-key[i].interrupt_number){printk(irq_of_parse_and_map fail!\n);goto get_irq_number;}}dev-key[0].handler key0_irq_handler;dev-key[0].value KEY0_VALUE;/*申请中断 */for(i0; iKEY_NUM; i){ret request_irq(dev-key[i].interrupt_number, dev-key[i].handler, (IRQF_TRIGGER_RISING|IRQF_TRIGGER_FALLING), dev-key[i].name, dev); printk(request_irq ret: %d\n, ret);if(ret ! 0){printk(%d request interrupt fail!\n, i);goto irq_request;} }/*定时器初始化 */init_timer(dev-timer);dev-timer.function timer_handler;return 0;irq_request:
get_irq_number:for(i0; iKEY_NUM; i){gpio_free(dev-key[i].gpio_number);}
gpio_request:for(n 0; ni; n){gpio_free(dev-key[n].gpio_number);}
get_gpio_number:
find_dev_node:return ret;
}/*驱动入口函数 */
static int __init imx6ull_irq_init(void)
{int ret 0;/*1. 注册/申请设备号 */irq.major 0; if(irq.major) //如果给出主设备号则注册设备号{irq.devid MKDEV(irq.major, 0);ret register_chrdev_region(irq.devid, IRQ_CNT, IRQ_NAME); }else //否则申请设备号{ret alloc_chrdev_region(irq.devid, 0, IRQ_CNT, IRQ_NAME);irq.major MAJOR(irq.devid);irq.minor MINOR(irq.devid);}if(ret 0){printk(devid apply failed!\n);goto devid_failed;}printk(dev: major: %d minor: %d\n, irq.major,irq.minor);/*2. 设备初始化添加设备*/irq.cdev.owner THIS_MODULE;cdev_init(irq.cdev, irq_fops);ret cdev_add(irq.cdev, irq.devid, IRQ_CNT);if(ret 0){printk(cdev_add failed!\n);goto cdev_init_failed;}/*3. 自动创建设备节点 */irq.class class_create(THIS_MODULE, IRQ_NAME);if(IS_ERR(irq.class)){printk(KERN_ERR class_create failed!\n);ret PTR_ERR(irq.class);goto class_create_failed;}irq.device device_create(irq.class, NULL, irq.devid, NULL, IRQ_NAME);if (IS_ERR(irq.device)) {printk(KERN_ERR device_create failed!\n);ret PTR_ERR(irq.device);goto device_create_failed;}/*4. 按键初始化*/ret key_io_init(irq);if(ret ! 0){printk(key_io_init failed!\n);goto key_io_init_failed;}/*初始原子变量*/atomic_set(irq.key_value, INVAL_KEY_VALUE);atomic_set(irq.key_release, 0); /*初始化等待队列头 */init_waitqueue_head(irq.wait_queue_head);return 0;key_io_init_failed:device_destroy(irq.class, irq.devid);
device_create_failed:class_destroy(irq.class);
class_create_failed:cdev_del(irq.cdev);
cdev_init_failed: unregister_chrdev_region(irq.devid, IRQ_CNT);
devid_failed:return ret;
}/*驱动出口函数 */
static void __exit imx6ull_irq_exit(void)
{int i 0;/*删除定时器 */del_timer(irq.timer);/*释放中断 */for(i0; i KEY_NUM; i){free_irq(irq.key[i].interrupt_number, irq);}/*释放GPIO编号 */for(i0; i KEY_NUM; i){gpio_free(irq.key[i].gpio_number);}/*2. 删除设备 */cdev_del(irq.cdev);/*3. 注销设备号*/unregister_chrdev_region(irq.devid, IRQ_CNT);/*4. 销毁设备 类*/device_destroy(irq.class, irq.devid);class_destroy(irq.class);
}/*驱动入口与出口函数 */
module_init(imx6ull_irq_init);
module_exit(imx6ull_irq_exit);
MODULE_LICENSE(GPL); //驱动 License
MODULE_AUTHOR(WeiYing); //作者三. 编译驱动
对驱动代码进行模块编译
wangtianwangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io$ make
make -C /home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga M/home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io modules
make[1]: 进入目录“/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga”CC [M] /home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io/key_irq.oBuilding modules, stage 2.MODPOST 1 modulesCC /home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io/key_irq.mod.oLD [M] /home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io/key_irq.ko
make[1]: 离开目录“/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga”
wangtianwangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/14_non_block_io$
可以看出驱动模块可以正常编译。
接下来对驱动模块进行测试确定是否实现了非阻塞处理。
