Linux設備驅動工程師之路——platform按鍵驅動 來自於衡陽師範學院08電2

原創 wulong117 2020-02-23 08:45
 

一 、重要知識點：

1.platform設備模型

    從Linux 2.6起引入了一套新的驅動管理和註冊機制，platform_device和platform_driver,Linux中大部分的設備驅動都可以使用這套機制。platform是一條虛擬的總線。設備用platform_device表示，驅動用platform_driver進行註冊，Linux platform driver機制和傳統的device driver機制（通過driver_register進行註冊）相比，一個明顯的優勢在於platform機制將設備本身的資源註冊進內核，由內核統一管理，在驅動中使用這些資源時通過platform device提供的標準結構進行申請並使用。這樣提高了驅動和資源的獨立性，並且具有較好的可移植性和安全性（這些標準接口是安全的）。

    pltform機制本身使用並不複雜，由兩部分組成：platform_device和platform_driver。通過platform機制開發底層驅動的大致流程爲：定義platform_deive->註冊platform_device->定義platform_driver->註冊platform_driver。

    首先要確認的就是設備的資源信息，例如設備的地址，中斷號等。

1）platform_device

在 2.6 內核中 platform 設備用結構體 platform_device 來描述，該結構體定義在 kernel/include/linux/platform_device.h 中，

structplatform_device {

 const char * name;

 u32  id;

 struct device dev;

 u32  num_resources;

 struct resource * resource;

};

該結構一個重要的元素是resource ，該元素存入了最爲重要的設備資源信息，定義在kernel/include/linux/ioport.h 中，

structresource {

 const char *name;//資源的名稱

 unsigned long start, end;//資源起始的和結束的物理地址

 unsigned long flags;//資源的類型，比如MEM,IO,IRQ類型

 struct resource *parent, *sibling, *child;//資源鏈表的指針

};

structplatform_device的分配使用

structplatform_device *platform_device_alloc(const char *name, int id)

name是設備名，id，設備id，一般爲-1，如果是-1，表示同樣名字的設備只有一個

舉個簡單的例子，name/id是“serial/1”則它的bus_id就是serial.1  如果name/id是“serial/0”則它的bus_id就是serial.0 ,如果它的name/id是“serial/-1”則它的bus_id就是serial。

註冊平臺設備，使用函數

intplatform_device_add(struct platform_device *pdev)

註銷使用

voidplatform_device_unregister(struct platform_device *pdev)

2）platform_driver

在平臺設備驅動中獲取平臺設備資源使用

structresource *platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type,unsigned int num)

該函數用於獲取dev設備的第num個類型爲type的資源，如果獲取失敗，則返回NULL。例如 platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_IRQ, 0)。

平臺驅動描述使用

structplatform_driver {

 int (*probe)(struct platform_device *);

 int (*remove)(struct platform_device *);

 void (*shutdown)(struct platform_device *);

 int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);

 int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);

 int (*resume_early)(struct platform_device *);

 int (*resume)(struct platform_device *);

 struct device_driver driver;

};

Probe()函數必須驗證指定設備的硬件是否真的存在，probe()可以使用設備的資源，包括時鐘，platform_data等，Platform driver可以通過下面的函數完成對驅動的註冊：

int platform_driver_register(structplatform_driver *drv);一般來說設備是不能被熱插拔的，所以可以將probe()函數放在init段裏面來節省driver運行時候的內存開銷：

int platform_driver_probe(struct platform_driver *drv, int (*probe)(structplatform_device *))；

註銷使用void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)

2.中斷處理

在Linux驅動程序中，爲設備實現一箇中斷包含 兩個步驟1.向內核註冊（申請中斷）中斷 2.實現中斷處理函數

request_irq用於實現中斷的註冊

intrequest_irq(unsigned in irq, void(*handler)(int, void *， struct pt_regs *), unsigned long flags, const char *devname, void*dev_id)

向內核申請中斷號爲irq，中斷處理函數爲handler指針指向的函數，中斷標誌爲flag，設備名爲devname的中斷。成功返回0，或者返回一個錯誤碼。

當request_irq不用於共享中斷時，dev_id可以爲NULL，或者指向驅動程序自己的私有數據。但用於共享中斷時dev_id必須唯一。因爲free_irq時也需要dev_id做參數，這樣free_irq才知道要卸載共享中斷上哪個中斷服務處理函數。共享中斷會在後面講到。

在flag參數中，可以選以下參數

IRQF_DISABLED(SA_INTERRUPT)

如果設置該位，表示是一個“快速”中斷處理程序，如果沒有，那麼就是一個“慢速”中斷處理程序。

IRQF_SHARED(SA_SHITQ)

該位表示中斷可以在設備間共享。

快速/慢速中斷

這兩種類型的中斷處理程序的主要區別在於：快速中斷保證中斷處理的原子性（不被打斷），而慢速中斷則不保證。換句話說，也就是開啓中斷標誌位在運行快速中斷處理程序時

關閉的，因此在服務該中斷時，不會被其他類型的中斷打斷；而調用慢速中斷處理時，其他類型中斷扔可以得到服務。

    共享中斷

共享中斷就是將不同的設備掛到同一個中斷信號線上。linux對共享的支持主要是位PCI設備服務。

釋放中斷

voidfree_irq(unsigned int irq)

當設備不再需要使用中斷時（通常是設備關閉和驅動卸載時），應該使用該函數把他們返回給內核使用。

禁用中斷

voiddisable_irq(int irq)

當一些代碼中不能使用中斷時（如支持自旋鎖的上下文中）使用該函數禁用中斷。

啓用中斷

voidenable_irq(int irq)

當禁止後可以使用該函數重新啓用。

 

二、驅動代碼

  該驅動實現能夠讀取按鍵按下的鍵值，比如說如果是第一個鍵按下讀取的鍵值就爲1。

  platform平臺設備

[html] view plaincopyprint?
  1. #include <linux/device.h>  
  2. #include <linux/string.h>  
  3. #include <linux/platform_device.h>  
  4. #include <linux/module.h>  
  5. #include <linux/kernel.h>  
  6. #include <linux/fs.h>  
  7. #include <linux/init.h>  
  8. #include <linux/delay.h>  
  9. #include <linux/poll.h>  
  10. #include <linux/irq.h>  
  11. #include <asm/irq.h>  
  12. #include <linux/interrupt.h>  
  13. #include <asm/uaccess.h>  
  14. #include <mach/regs-gpio.h>  
  15. #include <mach/hardware.h>  
  16. #include <linux/cdev.h>  
  17. #include <linux/miscdevice.h>  
  18. #include <linux/sched.h>  
  19. #include <linux/gpio.h>  
  20.   
  21. static struct resource key_resource[]=  
  22. {     
  23.     [0] = {  
  24.         .start = IRQ_EINT8,  
  25.         .end = IRQ_EINT8,  
  26.         .flags = IORESOURCE_IRQ,  
  27.     },  
  28.     [1] = {  
  29.         .start = IRQ_EINT11,  
  30.         .end = IRQ_EINT11,  
  31.         .flags = IORESOURCE_IRQ,  
  32.     },  
  33.     [2]= {  
  34.         .start = IRQ_EINT13,  
  35.         .end = IRQ_EINT13,  
  36.         .flags = IORESOURCE_IRQ,  
  37.     },  
  38.     [3] = {  
  39.         .start = IRQ_EINT14,  
  40.         .end = IRQ_EINT14,  
  41.         .flags = IORESOURCE_IRQ,  
  42.     },  
  43.     [4] = {  
  44.         .start = IRQ_EINT15,  
  45.         .end = IRQ_EINT15,  
  46.         .flags = IORESOURCE_IRQ,  
  47.     },  
  48.     [5] = {  
  49.         .start = IRQ_EINT19,  
  50.         .end = IRQ_EINT19,  
  51.         .flags = IORESOURCE_IRQ,  
  52.     },  
  53. };  
  54.   
  55. struct platform_device *my_buttons_dev;  
  56.   
  57. static int __init platform_dev_init(void)  
  58. {  
  59.     int ret;  
  60.       
  61.     my_buttons_dev = platform_device_alloc("my_buttons", -1);  
  62.       
  63.     platform_device_add_resources(my_buttons_dev,key_resource,6);//添加資源一定要用該函數，不能使用對platform_device->resource幅值  
  64.                                                                 //否則會導致platform_device_unregister調用失敗，內核異常。  
  65.       
  66.     ret = platform_device_add(my_buttons_dev);  
  67.       
  68.     if(ret)  
  69.         platform_device_put(my_buttons_dev);  
  70.       
  71.     return ret;  
  72. }  
  73.   
  74. static void __exit platform_dev_exit(void)  
  75. {  
  76.     platform_device_unregister(my_buttons_dev);  
  77. }  
  78.   
  79. module_init(platform_dev_init);  
  80. module_exit(platform_dev_exit);  
  81.   
  82. MODULE_AUTHOR("Y-Kee");  
  83. MODULE_LICENSE("GPL");  


 

platform平臺驅動

[html] view plaincopyprint?
  1. //platform driver  
  2. #include <linux/module.h>  
  3. #include <linux/types.h>  
  4. #include <linux/miscdevice.h>  
  5. #include <linux/fs.h>  
  6. #include <linux/init.h>  
  7. #include <linux/platform_device.h>  
  8. #include <linux/interrupt.h>  
  9. #include <linux/clk.h>  
  10. #include <linux/uaccess.h>  
  11. #include <linux/io.h>  
  12. #include <mach/map.h>  
  13. #include <mach/regs-gpio.h>  
  14. #include <linux/poll.h>  
  15. #include <linux/irq.h>  
  16. #include <asm/unistd.h>  
  17. #include <linux/device.h>  
  18.   
  19.   
  20. static int buttons_irq[6];  
  21.   
  22. struct irq_des  
  23. {  
  24.     int *buttons_irq;  
  25.     char *name[6];  
  26. };  
  27.   
  28.   
  29. struct irq_des button_irqs = {   
  30.     .buttons_irq = buttons_irq,  
  31.     .name = {"KEY0", "KEY1", "KEY2", "KEY3", "KEY4", "KEY5"},  
  32. };  
  33.   
  34. static volatile int key_values;  
  35.   
  36.   
  37. static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);  
  38.   
  39.   
  40. static volatile int ev_press = 0;  
  41.   
  42.   
  43. static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)  
  44. {  
  45.     int i;  
  46.     for(i=0; i<6; i++){  
  47.         if(irq == buttons_irq[i]){  
  48.             key_values = i;  
  49.             ev_press = 1;  
  50.             wake_up_interruptible(&button_waitq);     
  51.         }  
  52.     }  
  53.       
  54.     return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);  
  55. }  
  56.   
  57.   
  58. static int s3c24xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)  
  59. {  
  60.     int i;  
  61.     int err = 0;  
  62.       
  63.     for (i = 0; i < 6; i++) {  
  64.         err = request_irq(button_irqs.buttons_irq[i], buttons_interrupt, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH,   
  65.                           button_irqs.name[i], (void *)&button_irqs.buttons_irq[i]);  
  66.         if (err)  
  67.             break;  
  68.     }  
  69.   
  70.     if (err) {  
  71.         i--;  
  72.         for (; i >= 0; i--) {  
  73.         if (button_irqs.buttons_irq[i] < 0) {  
  74.         continue;  
  75.         }  
  76.         disable_irq(button_irqs.buttons_irq[i]);  
  77.             free_irq(button_irqs.buttons_irq[i], (void *)&button_irqs.buttons_irq[i]);  
  78.         }  
  79.         return -EBUSY;  
  80.     }  
  81.       
  82.     return 0;  
  83. }  
  84.   
  85.   
  86. static int s3c24xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)  
  87. {  
  88.     int i;  
  89.       
  90.     for (i = 0; i < 6; i++) {  
  91.     free_irq(button_irqs.buttons_irq[i], (void *)&button_irqs.buttons_irq[i]);  
  92.     }  
  93.   
  94.     return 0;  
  95. }  
  96.   
  97.   
  98. static int s3c24xx_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)  
  99. {  
  100.     unsigned long err;  
  101.   
  102.     if (!ev_press) {  
  103.     if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)  
  104.         return -EAGAIN;  
  105.     else  
  106.         wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);  
  107.     }  
  108.       
  109.     ev_press = 0;  
  110.   
  111.     err = copy_to_user(buff, (const void *)&key_values, min(sizeof(key_values), count));  
  112.   
  113.     return err ? -EFAULT : min(sizeof(key_values), count);  
  114. }  
  115.   
  116. static unsigned int s3c24xx_buttons_poll( struct file *file, struct poll_table_struct *wait)  
  117. {  
  118.     unsigned int mask = 0;  
  119.     poll_wait(file, &button_waitq, wait);  
  120.     if (ev_press)  
  121.         mask |= POLLIN | POLLRDNORM;  
  122.     return mask;  
  123. }  
  124.   
  125.   
  126. static struct file_operations dev_fops = {  
  127.     .owner   =   THIS_MODULE,  
  128.     .open    =   s3c24xx_buttons_open,  
  129.     .release =   s3c24xx_buttons_close,   
  130.     .read    =   s3c24xx_buttons_read,  
  131.     .poll    =   s3c24xx_buttons_poll,  
  132. };  
  133.   
  134. static struct miscdevice misc = {  
  135.     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  
  136.     .name = "my_buttons",  
  137.     .fops = &dev_fops,  
  138. };  
  139.   
  140.   
  141. static int my_plat_probe(struct platform_device *dev)  
  142. {  
  143.     int ret,i;  
  144.     struct resource *plat_resource;  
  145.     struct platform_device *pdev = dev;  
  146.       
  147.     printk("my platform dirver find my platfrom device.\n");  
  148.   
  149.     for(i=0; i<6; i++){  
  150.         plat_resource = platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_IRQ,i);  
  151.         if(plat_resource == NULL)  
  152.             return -ENOENT;   
  153.         buttons_irq[i] = plat_resource->start;  
  154.     }  
  155.   
  156.     ret = misc_register(&misc);  
  157.     if(ret)  
  158.         return ret;  
  159.   
  160.       
  161.     return 0;  
  162. }  
  163.   
  164. static int my_plat_remove(struct platform_device *dev)  
  165. {  
  166.     printk("my platfrom device has removed.\n");  
  167.     misc_deregister(&misc);  
  168.     return 0;  
  169. }  
  170.   
  171. struct platform_driver my_buttons_drv = {   
  172.     .probe = my_plat_probe,  
  173.     .remove = my_plat_remove,  
  174.     .driver = {   
  175.         .owner = THIS_MODULE,  
  176.         .name = "my_buttons",  
  177.     },  
  178. };  
  179.   
  180. static int __init platform_drv_init(void)  
  181. {  
  182.     int ret;  
  183.   
  184.     ret = platform_driver_register(&my_buttons_drv);  
  185.       
  186.     return ret;  
  187. }  
  188.   
  189. static void __exit platform_drv_exit(void)  
  190. {  
  191.     platform_driver_unregister(&my_buttons_drv);  
  192. }  
  193.   
  194. module_init(platform_drv_init);  
  195. module_exit(platform_drv_exit);  
  196.   
  197. MODULE_AUTHOR("Y-Kee");  
  198. MODULE_LICENSE("GPL");  

測試代碼

[html] view plaincopyprint?
  1. /*  
  2.  *      Buttons Example for Matrix V  
  3.  *  
  4.  *      Copyright (C) 2004 capbily - friendly-arm  
  5.  *  [email protected]  
  6.  */  
  7. #include <stdio.h>  
  8. #include <stdlib.h>  
  9. #include <unistd.h>  
  10. #include <sys/ioctl.h>  
  11. #include <sys/types.h>  
  12. #include <sys/stat.h>  
  13. #include <fcntl.h>  
  14. #include <sys/select.h>  
  15. #include <sys/time.h>  
  16. #include <errno.h>  
  17.   
  18. int main(void)  
  19. {  
  20.     int buttons_fd;  
  21.     int key_value;  
  22.   
  23.     buttons_fd = open("/dev/buttons", 0);  
  24.     if (buttons_fd < 0) {  
  25.         perror("open device buttons");  
  26.         exit(1);  
  27.     }  
  28.   
  29.     for (;;) {  
  30.         fd_set rds;  
  31.         int ret;  
  32.   
  33.         FD_ZERO(&rds);  
  34.         FD_SET(buttons_fd, &rds);  
  35.   
  36.         ret = select(buttons_fd + 1, &rds, NULL, NULL, NULL);  
  37.         if (ret < 0) {  
  38.             perror("select");  
  39.             exit(1);  
  40.         }  
  41.         if (ret == 0) {  
  42.             printf("Timeout.\n");  
  43.         } else if (FD_ISSET(buttons_fd, &rds)) {  
  44.             int ret = read(buttons_fd, &key_value, sizeof key_value);  
  45.             if (ret != sizeof key_value) {  
  46.                 if (errno != EAGAIN)  
  47.                     perror("read buttons\n");  
  48.                 continue;  
  49.             } else {  
  50.                 printf("buttons_value: %d\n", key_value+1);  
  51.             }  
  52.                   
  53.         }  
  54.     }  
  55.   
  56.     close(buttons_fd);  
  57.     return 0;  
  58. }  

測試結果：

運行測試程序後按下第二個鍵，中斷上打印了多次按鍵的鍵值，產生原因是因爲按鍵抖動。導致按一下按鍵，產生多次中斷。


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centos7按照MYSQL8（安裝包）

查詢Linux的clibc版本 rpm -qa | grep glibc 現在mysql官網找到對應glibc版本的下載url 然後在linux內下載 wget https://dev.mysql.com/get/Downloads

Rsky08 2024-05-29 22:15:17

由淺入深在實踐中玩轉Zabbix，解決剩下20%的監控需求！

本文整理自Zabbix中級認證專家李銘栓（滿分學員）在Zabbix Meetup廣州站的演講。 掌握這幾種監控方式解決80%的監控問題，剩下的20%如何實現？這裏有答案！ 幾點經驗分享： 1

Zabbix中國 2024-05-24 22:33:53

vue3 scss style scope 加了無法重寫

在Vue中，style scope是一個特性，它可以防止組件的樣式影響到其他組件，從而減少樣式衝突。這個特性通過在生成的CSS選擇器中自動添加一個屬性（通常是data-v-hash）來實現。 如果你遇到了style scope導致樣式無法被

原創 2024-06-02 02:09:05

界面控件DevExtreme v23.2亮點 - 標籤、表單、編輯器功能升級

DevExtreme擁有高性能的HTML5 / JavaScript小部件集合，使您可以利用現代Web開發堆棧（包括React，Angular，ASP.NET Core，jQuery，Knockout等）構建交互式的Web應用程序。從Ang

原創 2024-05-28 12:19:08

對spring事務的理解

作者：天空小小 爲啥要寫？ 從我接觸spring事務開始，就覺得這個東西很神奇，感覺實現很混亂，總是各種新的用法層出不窮。雖然懵懵懂懂的覺

原創 2024-06-16 02:11:44

一文搞懂 Spring 循環依賴

這個其實是一個特別高頻的面試題，松哥也一直很想和大家仔細來聊一聊這個話題，網上關於這塊的文章很多，但是我一直覺得要把這個問題講清楚還有點難度，今天我來試一試，看能不能和小夥伴們把這個問題梳理清楚，當然，如果小夥伴們覺得看文章不過癮，松哥也有

原創 2024-06-06 13:11:47

8個實用的Java Streams API

分享8個開箱即用的API，方便日常處理集合。 1. 快速過濾空值：Stream.ofNullable 該方法是在 Java 9 中引入的，有助於過濾集合中的所有空值，從而可能使我們避免空指針異常。 在下面的示例中，有一個包含 null 的L

原創 2024-06-04 21:46:09

記一次疑似JVM內存泄漏的排查過程

一、背景 在日常部門OpsReview過程中，部門內多次遇到應用容器所在的宿主機磁盤繁忙導致的接口響應緩慢，TP99增高等影響服務性能的問題，其中比較有效的解決方案是開啓日誌的異步打印，可以有效避免同步日誌打印在磁盤IO高起的情況下拖慢業

原創 2024-06-04 12:09:32

淺析MySQL 8.0直方圖原理

本文分享自華爲雲社區《【MySQL技術專欄】MySQL8.0直方圖介紹》，作者：GaussDB 數據庫。 背景 數據庫查詢優化器負責將SQL查詢轉換爲儘可能高效的執行計劃，但因爲數據環境不斷變化導致優化器對查詢數據瞭解的不夠充足，可能無法

原創 2024-05-27 10:58:41

聊聊Spring中的數據綁定 --- WebDataBinder、ServletRequestDataBinder、WebBindingInitializer 文章源於Ai生成

每篇一句 大魔王張怡寧：女兒，這堆金牌你拿去玩吧，但我的銀牌不能給你玩。你要想玩銀牌就去找你王浩叔叔吧，他那銀牌多 前言 爲了講述好Spring MVC最爲複雜的數據綁定這塊，我前面可謂是做足了功課，對此部分知識此處給小夥伴留一個學

微學網絡 2024-05-27 10:53:57

分佈式任務調度內的 MySQL 分頁查詢優化

作者：vivo 互聯網數據庫團隊- Qiu Xinbo 本文主要通過圖示介紹了用主鍵進行分片查詢的過程，介紹了主鍵分頁查詢存在SQL性能問題，如何去創建高效的索引去優化主鍵分頁查詢的SQL性能問題 對於數據分佈不均

原創 2024-05-24 12:09:18