Linux内核驱动开发-001字符设备开发-内核中断驱动独立按键

1驱动程序

/*************************************************************************
	> File Name: key_enit.c
	> Author: yas
	> Mail: rage_yas@hotmail.com
	> Created Time: 2024年04月22日 星期一 20时20分42秒
 ************************************************************************/

#if 1
/*=========================The key_enit driver=========================*/

/*==========头文件包含==========*/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


/*==========函数声明==========*/

static int __init key_driver_init(void);

static int key_driver_open(struct inode *node, struct file *fp);
static ssize_t key_driver_read(struct file *fp, char __user *user_buffer, size_t len, loff_t *offset);
static ssize_t key_driver_write(struct file *fp, const char __user *user_buffer, size_t len, loff_t *offset);
static int key_driver_close(struct inode *node, struct file *fp);

void disable_irq_r(void);
void free_irq_r(void);
static void __exit key_driver_exit(void);


/*==========全局变量==========*/

/*保存键值*/
u8 key = 0;

/*字符设备文件操作结构体*/
static struct file_operations fops =
{
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = key_driver_open,
	.read = key_driver_read,
	.write = key_driver_write,
	.release = key_driver_close
};

/*杂项设备结构体*/
static struct miscdevice key_dev = 
{
	.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
	.name = "key_r",
	.fops = &fops,
};



/*******************************************************************************
* 函 数 名	: key_interrupt
* 函数功能	: 处理中断任务
* 输    入  : 
*           irq : 中断号
*           *p  :中断处理函数传参,一般传【NULL】
* 输    出  :
*   irqreturn_t :表示中断由该设备处理,是一个枚举类型
*******************************************************************************/
irqreturn_t key_interrupt(int irq, void *p)
{
	printk("key_interrupt\n");
	if(irq == IRQ_EINT8)
	{
		key = 1;
	}
	else if(irq == IRQ_EINT11)
	{
		key = 2;
	}

	return IRQ_HANDLED;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名	: key_driver_init
* 函数功能	: 
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
static int __init key_driver_init(void)
{
	int ret;

    /* 1 注册杂项设备*/
	ret = misc_register(&key_dev);
	if(ret <  0)
	{
		printk("misc_register is failed\n");
		goto misc_register_err;
	}

    /* 2 注册中断-【中断号】-【中断处理函数指针】-【中断产生的条件和系统处理中断时的行为(这里处理中断时不响应其他中断)】-【给中断名命名】-【中断服务函数传参-NULL】*/
    ret = request_irq(IRQ_EINT8, key_interrupt, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_DISABLED, "key1", NULL);//中断名查看:【/proc/interrupts】
	if(ret < 0)
	{
		printk("request_irq is failed\n");
		goto request_irq_err;
	}

	return 0;

request_irq_err:
    misc_deregister(&key_dev);
misc_register_err:
	return -1;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名	: key_driver_open
* 函数功能	: 
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
static int key_driver_open(struct inode *node, struct file *fp)
{
	return 0;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名	: key_driver_read
* 函数功能	: 
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
static ssize_t key_driver_read(struct file *fp, char __user *user_buffer, size_t len, loff_t *offset)
{
	copy_to_user(user_buffer, &key, 4);
	key = 0;//下降沿触发,没有按键按下时清0

	return sizeof(key);
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名	: key_driver_write
* 函数功能	: 
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
static ssize_t key_driver_write(struct file *fp, const char __user *user_buffer, size_t len, loff_t *offset)
{
	return 0;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名	: key_driver_close
* 函数功能	: 
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
static int key_driver_close(struct inode *node, struct file *fp)
{
	return 0;
}


/*******************************************************************************
* 函 数 名	: disable_irq_r
* 函数功能	: 禁止中断
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
void disable_irq_r(void)
{
    /*禁止中断,如果中断正在执行,则等待中断执行结束后再禁止它*/
    disable_irq(IRQ_EINT8);
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名	: free_irq_r
* 函数功能	: 
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
void free_irq_r(void)
{
    /*注销中断*/
	free_irq(IRQ_EINT8, NULL);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名	: key_interrupt
* 函数功能	: 
* 输    入  : 							
* 输    出  :
*******************************************************************************/
static void __exit key_driver_exit(void)
{
	disable_irq_r();//禁止中断
    free_irq_r();//注销中断
	misc_deregister(&key_dev);//
}


module_init(key_driver_init);
module_exit(key_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("XXX");
/*=========================The key_enit driver=========================*/
#endif


/*=========================The key_enit driver=========================
* 总结:
* 1 中断原理:
*   注册中断,通过函数传参的方式将中断的重要信息(中断号-中断服务函数-中断触发方式)传给内核,
*从而达到调用内核中断的目的。
*   我觉得这与裸机驱动最大不同的是,作为开发者,我不需要直接接触硬件,我只需要*知道: 用什么工具(哪个中断)做什么事情(中断服务函数),就OK了;抛开外部中断这个具体的项目，我想这是一名内核驱动工程师应当具备的最基本的意识！
*
* 2 按键中断基本流程:
* 在字符设备驱动的基本架构下->采用杂项驱动方式:
*   驱动初始化(注册杂项设备->注册中断->配置中断)->中断响应流程(硬件的工作)
*   驱动卸载(禁止中断->注销中断->注销杂项设备)
*
*
* 3 问题:
* (1)问题1:
*   问题描述: 
*       运行应用程序时,应用程序不间地断读取按键状态,即使是没有按键按下
*   问题溯源:
*       应用程序中【read】函数是非阻塞的
*   解决方式:
*       方式1 :驱动层用一个【while】死循环来等待按键按下触发中断,不足之处是
*死循环等待中断触发的方式会造成CPU资源的浪费
        方式2 :在驱动层使用等待队列以及poll机制
* */
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2应用程序

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	> File Name: main.c
	> Author: yas
	> Mail: rage_yas@hotmail.com
	> Created Time: 2024年04月21日 星期日 15时56分47秒
 ************************************************************************/

#include
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#include
#include

int main(void)
{  
#if 1
/*====================key-r====================*/    
    int fd=0;
    int n=0;

    fd=open("dev/key_r",O_RDWR);//这里路径一定要对，尤其是手动创建设备结点的时候
    if(fd<0)
    {
        printf("opening is failed\n");
        return -1;
    }

    while(1)
    {
        read(fd,&n,4);
        printf("%d\n",n);
        sleep(1);
    }
    return 0;
/*========================================*/    
#endif
}
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3关于内核中断

/*=========================The key_enit driver=========================
* 总结:
* 1 中断原理:
*   注册中断,通过函数传参的方式将中断的重要信息(中断号-中断服务函数-中断触发方式)传给内核,
*从而达到调用内核中断的目的。
*   我觉得这与裸机驱动最大不同的是,作为开发者,我不需要直接接触硬件,我只需要*知道: 用什么工具(哪个中断)做什么事情(中断服务函数),就OK了;抛开外部中断这个具体的项目，我想这是一名内核驱动工程师应当具备的最基本的意识！
*
* 2 按键中断基本流程:
* 在字符设备驱动的基本架构下->采用杂项驱动方式:
*   驱动初始化(注册杂项设备->注册中断->配置中断)->中断响应流程(硬件的工作)
*   驱动卸载(禁止中断->注销中断->注销杂项设备)
*
*
* 3 问题:
* (1)问题1:
*   问题描述: 
*       运行应用程序时,应用程序不间地断读取按键状态,即使是没有按键按下
*   问题溯源:
*       应用程序中【read】函数是非阻塞的
*   解决方式:
*       方式1 :驱动层用一个【while】死循环来等待按键按下触发中断,不足之处是
*死循环等待中断触发的方式会造成CPU资源的浪费
    方式2 :在驱动层使用等待队列以及poll机制
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