這個世界是由概率學統治的,所以每一個成功的人,都應該心懷疚歉和感恩,致敬和他們一樣野心聰明勤奮堅持,卻沒有得到概率女神青睞的人們。
零、寫在前面的話
停更的這段時間,一直在快馬加鞭的幹畢設論文,初稿最近剛完成,還需要再完善。畢業前的最後一崗,希望自己依然可以站的完美。停更的期間,博客訪問量也在下降,不知道能不能實現畢業前100w的願望了。
在上一節,我們詳細學習了《Linux開發中的中斷》,這一節我們我們就來實際操練一下!
在實際開發中,對於GPIO按鍵,我們並不需要去寫驅動程序,使用內核自帶的驅動程序
drivers/input/keyboard/gpio_keys.c
就可以,實際需要做的只是修改設備樹指定引腳及鍵值。
但是學習還是要從頭寫按鍵驅動,特別是如何使用中斷。因爲中斷是引入其他基礎知識的前提,後面的內容都離不開中斷:休眠-喚醒、 POLL 機制、異步通知、定時器、中斷的線程化處理。這些基礎知識是更復雜的驅動程序的基礎要素,以後的複雜驅動也就是對硬件操作的封裝彼此不同,但是用到的基礎編程知識是一樣的。
一、按鍵驅動框架
1.1 LED驅動回顧
對於 LED, APP 調用 open 函數導致驅動程序的 led_open 函數被調用。在裏面,把 GPIO配置爲輸出引腳。安裝驅動程序後並不意味着會使用對應的硬件,而 APP 要使用對應的硬件,必須先調用 open 函數。所以建議在驅動程序的 open 函數中去設置引腳。
APP 繼續調用 write 函數傳入數值, 在驅動程序的 led_write 函數根據該數值去設置 GPIO的數據寄存器,從而控制 GPIO 的輸出電平。
怎麼操作寄存器?從芯片手冊得到對應寄存器的物理地址,在驅動程序中使用 ioremap函數映射得到虛擬地址。驅動程序中使用虛擬地址去訪問寄存器。
1.2 按鍵驅動編寫思路
編寫按鍵驅動最簡單的方法 - 查詢方式
二、編程
2.1 設備樹相關
查看原理圖確定按鍵使用的引腳,再在設備樹中添加節點,在節點裏指定中斷信息。例子如下:
gpio_keys_100ask {
compatible = "100ask,gpio_key";
gpios = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_HIGH
&gpio4 14 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&key1_pinctrl
&key2_pinctrl>;
};
2.1.1 編寫設備樹
- 1、根據原理圖確定引腳
- 2、由NXP引腳設置工具生成設備樹信息
- 3、全局搜索查看上述設置的IO管腳是否有其他複用,有則禁止掉!
2.2 驅動代碼相關
首先要獲得中斷號,
參考上一節《【嵌入式Linux驅動開發】十二、一文帶你瞭解Linux開發中的中斷》;
然後編寫中斷處理函數,
最後 request_irq
2.2.1 編寫驅動程序
- 1、從設備樹中獲得GPIO
count = of_gpio_count(node);
for (i = 0; i < count; i++)
gpio_keys_100ask[i].gpio = of_get_gpio_flags(node, i, &flag);
- 2、從GPIO中獲得中斷號
gpio_keys_100ask[i].irq = gpio_to_irq(gpio_keys_100ask[i].gpio);
- 3、申請中斷
err = request_irq(gpio_keys_100ask[i].irq, gpio_key_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, "100ask_gpio_key", &gpio_keys_100ask[i]);
- 4、中斷函數
static irqreturn_t gpio_key_isr(int irq, void *dev_id)
{
struct gpio_key *gpio_key = dev_id;
int val;
val = gpiod_get_value(gpio_key->gpiod);
printk("key %d %d\n", gpio_key->gpio, val);
return IRQ_HANDLED;
}
忘了附上總的驅動程序了…
#include <linux/module.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>
struct gpio_key{
int gpio;
struct gpio_desc *gpiod;
int flag;
int irq;
} ;
static struct gpio_key *gpio_keys_100ask;
static irqreturn_t gpio_key_isr(int irq, void *dev_id)
{
struct gpio_key *gpio_key = dev_id;
int val;
val = gpiod_get_value(gpio_key->gpiod);
printk("key %d %d\n", gpio_key->gpio, val);
return IRQ_HANDLED;
}
/* 1. 從platform_device獲得GPIO
* 2. gpio=>irq
* 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 isn't any gpio available\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
return -1;
}
gpio_keys_100ask = kzalloc(sizeof(struct gpio_key) * count, GFP_KERNEL);
for (i = 0; i < count; i++)
{
gpio_keys_100ask[i].gpio = of_get_gpio_flags(node, i, &flag);
if (gpio_keys_100ask[i].gpio < 0)
{
printk("%s %s line %d, of_get_gpio_flags fail\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
return -1;
}
gpio_keys_100ask[i].gpiod = gpio_to_desc(gpio_keys_100ask[i].gpio);
gpio_keys_100ask[i].flag = flag & OF_GPIO_ACTIVE_LOW;
gpio_keys_100ask[i].irq = gpio_to_irq(gpio_keys_100ask[i].gpio);
}
for (i = 0; i < count; i++)
{
err = request_irq(gpio_keys_100ask[i].irq, gpio_key_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, "100ask_gpio_key", &gpio_keys_100ask[i]);
}
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;
count = of_gpio_count(node);
for (i = 0; i < count; i++)
{
free_irq(gpio_keys_100ask[i].irq, &gpio_keys_100ask[i]);
}
kfree(gpio_keys_100ask);
return 0;
}
static const struct of_device_id ask100_keys[] = {
{ .compatible = "100ask,gpio_key" },
{ },
};
/* 1. 定義platform_driver */
static struct platform_driver gpio_keys_driver = {
.probe = gpio_key_probe,
.remove = gpio_key_remove,
.driver = {
.name = "100ask_gpio_key",
.of_match_table = ask100_keys,
},
};
/* 2. 在入口函數註冊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. 有入口函數就應該有出口函數:卸載驅動程序時,就會去調用這個出口函數
* 卸載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:提供設備信息,自動創建設備節點 */
module_init(gpio_key_init);
module_exit(gpio_key_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");