linux驱动开发5 按键中断实验定时器和中断

led：IO的输出 ；key：IO的输入

法一：直接读写IO 使用while（1）无限读取，但CPU占用达到了99.6%，所以不行

#include <linux/types.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/ide.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/gpio.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/semaphore.h>

#include <asm/mach/map.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/io.h>

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: key.c

作者	  	: 左忠凯

版本	   	: V1.0

描述	   	: Linux按键输入驱动实验

其他	   	: 无

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2019/7/18 左忠凯创建

***************************************************************/

#define KEY_CNT			1		/* 设备号个数 	*/

#define KEY_NAME		"key"	/* 名字 		*/



/* 定义按键值 */

#define KEY0VALUE		0XF0	/* 按键值 		*/

#define INVAKEY			0X00	/* 无效的按键值  */



/* key设备结构体 */

struct key_dev{

	dev_t devid;			/* 设备号 	 */

	struct cdev cdev;		/* cdev 	*/

	struct class *class;	/* 类 		*/

	struct device *device;	/* 设备 	 */

	int major;				/* 主设备号	  */

	int minor;				/* 次设备号   */

	struct device_node	*nd; /* 设备节点 */

	int key_gpio;			/* key所使用的GPIO编号		*/

	atomic_t keyvalue;		/* 按键值 		*/	

};



struct key_dev keydev;		/* key设备 */



/*

 * @description	: 初始化按键IO，open函数打开驱动的时候

 * 				  初始化按键所使用的GPIO引脚。

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static int keyio_init(void)

{

	keydev.nd = of_find_node_by_path("/key");

	if (keydev.nd== NULL) {

		return -EINVAL;

	}



	keydev.key_gpio = of_get_named_gpio(keydev.nd ,"key-gpio", 0);

	if (keydev.key_gpio < 0) {

		printk("can't get key0\r\n");

		return -EINVAL;

	}

	printk("key_gpio=%d\r\n", keydev.key_gpio);

	

	/* 初始化key所使用的IO */

	gpio_request(keydev.key_gpio, "key0");	/* 请求IO */

	gpio_direction_input(keydev.key_gpio);	/* 设置为输入 */

	return 0;

}



/*

 * @description		: 打开设备

 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode

 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量

 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

static int key_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

	int ret = 0;

	filp->private_data = &keydev; 	/* 设置私有数据 */



	ret = keyio_init();				/* 初始化按键IO */

	if (ret < 0) {

		return ret;

	}



	return 0;

}



/*

 * @description		: 从设备读取数据 

 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)

 * @param - buf 	: 返回给用户空间的数据缓冲区

 * @param - cnt 	: 要读取的数据长度

 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移

 * @return 			: 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败

 */

static ssize_t key_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)

{

	int ret = 0;

	int value;

	struct key_dev *dev = filp->private_data;



	if (gpio_get_value(dev->key_gpio) == 0) { 		/* key0按下 */

		while(!gpio_get_value(dev->key_gpio));		/* 等待按键释放 */

		atomic_set(&dev->keyvalue, KEY0VALUE);	

	} else {	

		atomic_set(&dev->keyvalue, INVAKEY);		/* 无效的按键值 */

	}



	value = atomic_read(&dev->keyvalue);

	ret = copy_to_user(buf, &value, sizeof(value));

	return ret;

}



/*

 * @description		: 向设备写数据 

 * @param - filp 	: 设备文件，表示打开的文件描述符

 * @param - buf 	: 要写给设备写入的数据

 * @param - cnt 	: 要写入的数据长度

 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移

 * @return 			: 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败

 */

static ssize_t key_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)

{

	return 0;

}



/*

 * @description		: 关闭/释放设备

 * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

static int key_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

	return 0;

}



/* 设备操作函数 */

static struct file_operations key_fops = {

	.owner = THIS_MODULE,

	.open = key_open,

	.read = key_read,

	.write = key_write,

	.release = 	key_release,

};



/*

 * @description	: 驱动入口函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static int __init mykey_init(void)

{

	/* 初始化原子变量 */

	atomic_set(&keydev.keyvalue, INVAKEY);



	/* 注册字符设备驱动 */

	/* 1、创建设备号 */

	if (keydev.major) {		/*  定义了设备号 */

		keydev.devid = MKDEV(keydev.major, 0);

		register_chrdev_region(keydev.devid, KEY_CNT, KEY_NAME);

	} else {						/* 没有定义设备号 */

		alloc_chrdev_region(&keydev.devid, 0, KEY_CNT, KEY_NAME);	/* 申请设备号 */

		keydev.major = MAJOR(keydev.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */

		keydev.minor = MINOR(keydev.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */

	}

	

	/* 2、初始化cdev */

	keydev.cdev.owner = THIS_MODULE;

	cdev_init(&keydev.cdev, &key_fops);

	

	/* 3、添加一个cdev */

	cdev_add(&keydev.cdev, keydev.devid, KEY_CNT);



	/* 4、创建类 */

	keydev.class = class_create(THIS_MODULE, KEY_NAME);

	if (IS_ERR(keydev.class)) {

		return PTR_ERR(keydev.class);

	}



	/* 5、创建设备 */

	keydev.device = device_create(keydev.class, NULL, keydev.devid, NULL, KEY_NAME);

	if (IS_ERR(keydev.device)) {

		return PTR_ERR(keydev.device);

	}

	

	return 0;

}



/*

 * @description	: 驱动出口函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static void __exit mykey_exit(void)

{

	/* 注销字符设备驱动 */

	gpio_free(keydev.key_gpio);

	cdev_del(&keydev.cdev);/*  删除cdev */

	unregister_chrdev_region(keydev.devid, KEY_CNT); /* 注销设备号 */



	device_destroy(keydev.class, keydev.devid);

	class_destroy(keydev.class);

}



module_init(mykey_init);

module_exit(mykey_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("whz");

#include "stdio.h"

#include "unistd.h"

#include "sys/types.h"

#include "sys/stat.h"

#include "fcntl.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: keyApp.c

作者	  	: 左忠凯

版本	   	: V1.0

描述	   	: 按键输入测试应用程序

其他	   	: 无

使用方法	 ：./keyApp /dev/key  

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2019/1/30 左忠凯创建

***************************************************************/



/* 定义按键值 */

#define KEY0VALUE	0XF0

#define INVAKEY		0X00



/*

 * @description		: main主程序

 * @param - argc 	: argv数组元素个数

 * @param - argv 	: 具体参数

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

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

{

	int fd, ret;

	char *filename;

	int keyvalue;

	

	if(argc != 2){

		printf("Error Usage!\r\n");

		return -1;

	}



	filename = argv[1];



	/* 打开key驱动 */

	fd = open(filename, O_RDWR);

	if(fd < 0){

		printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);

		return -1;

	}



	/* 循环读取按键值数据！ */

	while(1) {

		read(fd, &keyvalue, sizeof(keyvalue));

		if (keyvalue == KEY0VALUE) {	/* KEY0 */

			printf("KEY0 Press, value = %#X\r\n", keyvalue);	/* 按下 */

		}

	}



	ret= close(fd); /* 关闭文件 */

	if(ret < 0){

		printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);

		return -1;

	}

	return 0;

}

法二：使用定时器消抖和按键中断

学习过 UCOS 或 FreeRTOS 的同学应该知道， UCOS 或 FreeRTOS 是需要一个硬件定时器

提供系统时钟，一般使用 Systick 作为系统时钟源。

 Linux 内核中有大量的函数需要时间管理，比如周期性的调度程序、延时程序、对于我们驱动编写者来说最常用的定时器。硬件定时器提供时钟源，时钟源的频率可以设置，设置好以后就周期性的产生定时中断，系统使用定时中断来计时。中断周期性产生的频率就是系统频率，也叫做节拍率(tick rate)(有的资料也叫系统频率)，比如 1000Hz，100Hz 等等说的就是系统节拍率。系统节拍率是可以设置的，单位是 Hz，我们在编译 Linux 内核的时候可以通过图形化界面设置系统节拍率，按照如下路径打开配置界面：

-> Kernel Features

        -> Timer frequency (<choice> [=y])

 =========================================================================

高节拍率和低节拍率的优缺点：

①、高节拍率会提高系统时间精度，如果采用 100Hz 的节拍率，时间精度就是 10ms ，采用

1000Hz 的话时间精度就是 1ms ，精度提高了 10 倍。高精度时钟的好处有很多，对于那些对时

间要求严格的函数来说，能够以更高的精度运行，时间测量也更加准确。

②、高节拍率会导致中断的产生更加频繁，频繁的中断会加剧系统的负担， 1000Hz 和 100Hz

的系统节拍率相比，系统要花费 10 倍的“精力”去处理中断。中断服务函数占用处理器的时间

增加，但是现在的处理器性能都很强大，所以采用 1000Hz 的系统节拍率并不会增加太大的负

载压力。根据自己的实际情况，选择合适的系统节拍率，本教程我们全部采用默认的 100Hz 系

统节拍率。

jiffies

Linux 内核使用全局变量 jiffies 来记录系统从启动以来的系统节拍数，系统启动的时候会

将 jiffies 初始化为 0 ， jiffies 定义在文件 include/linux/jiffies.h 中，定义如下：

Linux 内核提供了如表 50.1.1.1 所示的几个 API 函数来处理绕回。

linux定时器

        定时器是一个很常用的功能，需要周期性处理的工作都要用到定时器。Linux 内核定时器 采用系统时钟来实现，在使用内核定时器的时候要注意一点，内核定时器并不是周期 性运行的，超时以后就会自动关闭，因此如果想要实现周期性定时，那么就需要在定时处理函数中重新开启定时器。Linux 内核使用 timer_list 结构体表示内核定时器，timer_list 定义在文件 include/linux/timer.h 中，定义如下(省略掉条件编译)：

1 、 init_timer 函数

init_timer 函数负责初始化 timer_list 类型变量，当我们定义了一个 timer_list 变量以后一定

要先用 init_timer 初始化一下。 init_timer 函数原型如下：

void init_timer(struct timer_list *timer)

函数参数和返回值含义如下：

timer ：要初始化定时器。

返回值： 没有返回值。

2 、 add_timer 函数

add_timer 函数用于向 Linux 内核注册定时器，使用 add_timer 函数向内核注册定时器以后，

定时器就会开始运行，函数原型如下：

void add_timer(struct timer_list *timer)

函数参数和返回值含义如下：

timer ：要注册的定时器。

返回值： 没有返回值。

3 、 del_timer 函数

del_timer 函数用于删除一个定时器，不管定时器有没有被激活，都可以使用此函数删除。

在多处理器系统上，定时器可能会在其他的处理器上运行，因此在调用 del_timer 函数删除定时

器之前要先等待其他处理器的定时处理器函数退出。 del_timer 函数原型如下：

int del_timer(struct timer_list * timer)

函数参数和返回值含义如下：

timer ：要删除的定时器。

返回值： 0 ，定时器还没被激活； 1 ，定时器已经激活。

4 、 del_timer_sync 函数

del_timer_sync 函数是 del_timer 函数的同步版，会等待其他处理器使用完定时器再删除，

del_timer_sync 不能使用在中断上下文中。 del_timer_sync 函数原型如下所示：

int del_timer_sync(struct timer_list *timer)

函数参数和返回值含义如下：

timer ：要删除的定时器。

返回值： 0 ，定时器还没被激活； 1 ，定时器已经激活。

5 、 mod_timer 函数

mod_timer 函数用于修改定时值，如果定时器还没有激活的话， mod_timer 函数会激活定时

器！函数原型如下：

int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)

函数参数和返回值含义如下：

timer ：要修改超时时间 ( 定时值 ) 的定时器。

expires ：修改后的超时时间。

返回值： 0 ，调用 mod_timer 函数前定时器未被激活； 1 ，调用 mod_timer 函数前定时器已

被激活。

ioctl函数（里面是个switch函数，用来与应用层对接）

函数 timer_unlocked_ioctl ，对应应用程序的 ioctl 函数，应用程序调用 ioctl 函数向驱动发送控制信息，此函数响应并执行。此函数有三个参数：filp ， cmd 和 arg ，其中 filp 是对应的设备文件，cmd 是应用程序发送过来的命令信息， arg 是应用程序发送过来的参数，在本章例程中 arg 参数表示定时周期。

 ioctl的命令是自己定义的，但是要符合linux规则

 

#include <linux/types.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/ide.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/gpio.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/semaphore.h>

#include <linux/timer.h>

#include <asm/mach/map.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/io.h>

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: timer.c

作者	  	: 左忠凯

版本	   	: V1.0

描述	   	: Linux内核定时器实验

其他	   	: 无

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2019/7/24 左忠凯创建

使用定时器闪烁led灯，需要初始化led灯，初始化定时器

***************************************************************/\

// 宏定义

#define TIMER_CNT		1		/* 设备号个数 	*/

#define TIMER_NAME		"timer"	/* 名字 		*/

#define CLOSE_CMD 		(_IO(0XEF, 0x1))	/* 关闭定时器 */

#define OPEN_CMD		(_IO(0XEF, 0x2))	/* 打开定时器 */

#define SETPERIOD_CMD	(_IO(0XEF, 0x3))	/* 设置定时器周期命令 */

#define LEDON 			1		/* 开灯 */

#define LEDOFF 			0		/* 关灯 */



/* timer设备结构体(类) */

struct timer_dev{

	dev_t devid;			/* 设备号 	 */

	struct cdev cdev;		/* cdev 	*/

	struct class *class;	/* 类 		*/

	struct device *device;	/* 设备 	 */

	int major;				/* 主设备号	  */

	int minor;				/* 次设备号   */

	struct device_node	*nd; /* 设备节点 */

	int led_gpio;			/* led所使用的GPIO编号		*/

	//

	// 这个例程中的几个定时周期变量设置的位置一定要注意，很重要

	int timeperiod; 		/* 定时周期,单位为ms */

	struct timer_list timer;/* 定义一个定时器*/

	spinlock_t lock;		/* 定义自旋锁 */

};



struct timer_dev timerdev;	/* timer设备 */



/*

 * @description	: 初始化LED灯IO，open函数打开驱动的时候

 * 				  初始化LED灯所使用的GPIO引脚。

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 * 一系列of函数获取寄存器数值

 */

static int led_init(void)

{

	int ret = 0;



// of_find_node_by_path 获取设备树地址

	timerdev.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");

	if (timerdev.nd== NULL) {

		return -EINVAL;

	}

// of_get_named_gpio 获取设备树属性信息

	timerdev.led_gpio = of_get_named_gpio(timerdev.nd ,"led-gpio", 0);

	if (timerdev.led_gpio < 0) {

		printk("can't get led\r\n");

		return -EINVAL;

	}

	

	/* 初始化led所使用的IO */

	gpio_request(timerdev.led_gpio, "led");		/* 请求IO 	*/

	ret = gpio_direction_output(timerdev.led_gpio, 1);

	if(ret < 0) {

		printk("can't set gpio!\r\n");

	}

	return 0;

}



/*

 * @description		: 打开设备

 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode

 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量

 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

static int timer_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

	int ret = 0;

	filp->private_data = &timerdev;	/* 设置私有数据 */



	timerdev.timeperiod = 1000;		/* 默认周期为1s */

	ret = led_init();				/* 初始化LED IO */

	if (ret < 0) {

		return ret;

	}



	return 0;

}



/*

 * @description		: ioctl函数，（重要）

 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)

 * @param - cmd 	: 应用程序发送过来的命令

 * @param - arg 	: 参数

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

static long timer_unlocked_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

	// 获取私有数据

	struct timer_dev *dev =  (struct timer_dev *)filp->private_data;

	int timerperiod;

	unsigned long flags;

	

	// switch 选择函数

	switch (cmd) {

		case CLOSE_CMD:		/* 关闭定时器 */

			del_timer_sync(&dev->timer);

			break;

		case OPEN_CMD:		/* 打开定时器 */

			spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);

			timerperiod = dev->timeperiod;

			spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);

			mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(timerperiod));

			break;

		case SETPERIOD_CMD: /* 设置定时器周期 */

			spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);

			dev->timeperiod = arg;

			spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);

			mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(arg));

			break;

		default:

			break;

	}

	return 0;

}



/* 设备操作函数 */

static struct file_operations timer_fops = {

	// 字符设备驱动基本框架

	.owner = THIS_MODULE,

	.open = timer_open,

	.unlocked_ioctl = timer_unlocked_ioctl,

};



/* 定时器回调函数 */

/*  内核定时器并不是周期性运行的，超时以后就会自动关闭，

	因此如果想要实现周期性定时，

	那么就需要在定时处理函数中重新开启定时器。*/

void timer_function(unsigned long arg)

{

	struct timer_dev *dev = (struct timer_dev *)arg;

	static int sta = 1;

	int timerperiod;

	unsigned long flags;



	sta = !sta;		/* 每次都取反，实现LED灯反转 */

	gpio_set_value(dev->led_gpio, sta);

	

	/* 重启定时器 */

	spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);

	timerperiod = dev->timeperiod;

	spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);

	mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(dev->timeperiod)); 

 }



/*

 * @description	: 驱动入口函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static int __init timer_init(void)

{

	/* 初始化自旋锁 */

	spin_lock_init(&timerdev.lock);



/

// 字符设备驱动基本框架

	/* 注册字符设备驱动 */

	/* 1、创建设备号 */

	if (timerdev.major) {		    /*  定义了设备号 */

		timerdev.devid = MKDEV(timerdev.major, 0);

		register_chrdev_region(timerdev.devid, TIMER_CNT, TIMER_NAME);

	} else {						/* 没有定义设备号 */

		alloc_chrdev_region(&timerdev.devid, 0, TIMER_CNT, TIMER_NAME);	/* 申请设备号 */

		timerdev.major = MAJOR(timerdev.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */

		timerdev.minor = MINOR(timerdev.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */

	}

	

	/* 2、初始化cdev */

	timerdev.cdev.owner = THIS_MODULE;

	cdev_init(&timerdev.cdev, &timer_fops);

	

	/* 3、添加一个cdev */

	cdev_add(&timerdev.cdev, timerdev.devid, TIMER_CNT);



	/* 4、创建类 */

	timerdev.class = class_create(THIS_MODULE, TIMER_NAME);

	if (IS_ERR(timerdev.class)) {

		return PTR_ERR(timerdev.class);

	}



	/* 5、创建设备 */

	timerdev.device = device_create(timerdev.class, NULL, timerdev.devid, NULL, TIMER_NAME);

	if (IS_ERR(timerdev.device)) {

		return PTR_ERR(timerdev.device);

	}

/	

	/* 6、初始化定时器init_timer，设置定时器处理函数,还未设置周期，所有不会激活定时器 */

	init_timer(&timerdev.timer);

	timerdev.timer.function = timer_function;

	timerdev.timer.data = (unsigned long)&timerdev;

	return 0;

}



/*

 * @description	: 驱动出口函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static void __exit timer_exit(void)

{

	

	gpio_set_value(timerdev.led_gpio, 1);	/* 卸载驱动的时候关闭LED */

	del_timer_sync(&timerdev.timer);		/* 删除定时器 */

#if 0

	del_timer(&timerdev.tiemr);

#endif



	/* 注销字符设备驱动 */

	gpio_free(timerdev.led_gpio);		

	cdev_del(&timerdev.cdev);/*  删除cdev */

	unregister_chrdev_region(timerdev.devid, TIMER_CNT); /* 注销设备号 */



	device_destroy(timerdev.class, timerdev.devid);

	class_destroy(timerdev.class);

}



module_init(timer_init);

module_exit(timer_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("whz");

#include <linux/types.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/ide.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/gpio.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/semaphore.h>

#include <linux/timer.h>

#include <asm/mach/map.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/io.h>

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: timer.c

作者	  	: 左忠凯

版本	   	: V1.0

描述	   	: Linux内核定时器实验

其他	   	: 无

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2019/7/24 左忠凯创建

使用定时器闪烁led灯，需要初始化led灯，初始化定时器

***************************************************************/\

// 宏定义

#define TIMER_CNT		1		/* 设备号个数 	*/

#define TIMER_NAME		"timer"	/* 名字 		*/

#define CLOSE_CMD 		(_IO(0XEF, 0x1))	/* 关闭定时器 */

#define OPEN_CMD		(_IO(0XEF, 0x2))	/* 打开定时器 */

#define SETPERIOD_CMD	(_IO(0XEF, 0x3))	/* 设置定时器周期命令 */

#define LEDON 			1		/* 开灯 */

#define LEDOFF 			0		/* 关灯 */



/* timer设备结构体(类) */

struct timer_dev{

	dev_t devid;			/* 设备号 	 */

	struct cdev cdev;		/* cdev 	*/

	struct class *class;	/* 类 		*/

	struct device *device;	/* 设备 	 */

	int major;				/* 主设备号	  */

	int minor;				/* 次设备号   */

	struct device_node	*nd; /* 设备节点 */

	int led_gpio;			/* led所使用的GPIO编号		*/

	//

	// 这个例程中的几个定时周期变量设置的位置一定要注意，很重要

	int timeperiod; 		/* 定时周期,单位为ms */

	struct timer_list timer;/* 定义一个定时器*/

	spinlock_t lock;		/* 定义自旋锁 */

};



struct timer_dev timerdev;	/* timer设备 */



/*

 * @description	: 初始化LED灯IO，open函数打开驱动的时候

 * 				  初始化LED灯所使用的GPIO引脚。

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 * 一系列of函数获取寄存器数值

 */

static int led_init(void)

{

	int ret = 0;



// of_find_node_by_path 获取设备树地址

	timerdev.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");

	if (timerdev.nd== NULL) {

		return -EINVAL;

	}

// of_get_named_gpio 获取设备树属性信息

	timerdev.led_gpio = of_get_named_gpio(timerdev.nd ,"led-gpio", 0);

	if (timerdev.led_gpio < 0) {

		printk("can't get led\r\n");

		return -EINVAL;

	}

	

	/* 初始化led所使用的IO */

	gpio_request(timerdev.led_gpio, "led");		/* 请求IO 	*/

	ret = gpio_direction_output(timerdev.led_gpio, 1);

	if(ret < 0) {

		printk("can't set gpio!\r\n");

	}

	return 0;

}



/*

 * @description		: 打开设备

 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode

 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量

 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

static int timer_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

	int ret = 0;

	filp->private_data = &timerdev;	/* 设置私有数据 */



	timerdev.timeperiod = 1000;		/* 默认周期为1s */

	ret = led_init();				/* 初始化LED IO */

	if (ret < 0) {

		return ret;

	}



	return 0;

}



/*

 * @description		: ioctl函数，（重要）

 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)

 * @param - cmd 	: 应用程序发送过来的命令

 * @param - arg 	: 参数

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

static long timer_unlocked_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

	// 获取私有数据

	struct timer_dev *dev =  (struct timer_dev *)filp->private_data;

	int timerperiod;

	unsigned long flags;

	

	// switch 选择函数

	switch (cmd) {

		case CLOSE_CMD:		/* 关闭定时器 */

			del_timer_sync(&dev->timer);

			break;

		case OPEN_CMD:		/* 打开定时器 */

			spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);

			timerperiod = dev->timeperiod;

			spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);

			mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(timerperiod));

			break;

		case SETPERIOD_CMD: /* 设置定时器周期 */

			spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);

			dev->timeperiod = arg;

			spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);

			mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(arg));

			break;

		default:

			break;

	}

	return 0;

}



/* 设备操作函数 */

static struct file_operations timer_fops = {

	// 字符设备驱动基本框架

	.owner = THIS_MODULE,

	.open = timer_open,

	.unlocked_ioctl = timer_unlocked_ioctl,

};



/* 定时器回调函数 */

/*  内核定时器并不是周期性运行的，超时以后就会自动关闭，

	因此如果想要实现周期性定时，

	那么就需要在定时处理函数中重新开启定时器。*/

void timer_function(unsigned long arg)

{

	struct timer_dev *dev = (struct timer_dev *)arg;

	static int sta = 1;

	int timerperiod;

	unsigned long flags;



	sta = !sta;		/* 每次都取反，实现LED灯反转 */

	gpio_set_value(dev->led_gpio, sta);

	

	/* 重启定时器 */

	spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);

	timerperiod = dev->timeperiod;

	spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);

	mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(dev->timeperiod)); 

 }



/*

 * @description	: 驱动入口函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static int __init timer_init(void)

{

	/* 初始化自旋锁 */

	spin_lock_init(&timerdev.lock);



/

// 字符设备驱动基本框架

	/* 注册字符设备驱动 */

	/* 1、创建设备号 */

	if (timerdev.major) {		    /*  定义了设备号 */

		timerdev.devid = MKDEV(timerdev.major, 0);

		register_chrdev_region(timerdev.devid, TIMER_CNT, TIMER_NAME);

	} else {						/* 没有定义设备号 */

		alloc_chrdev_region(&timerdev.devid, 0, TIMER_CNT, TIMER_NAME);	/* 申请设备号 */

		timerdev.major = MAJOR(timerdev.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */

		timerdev.minor = MINOR(timerdev.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */

	}

	

	/* 2、初始化cdev */

	timerdev.cdev.owner = THIS_MODULE;

	cdev_init(&timerdev.cdev, &timer_fops);

	

	/* 3、添加一个cdev */

	cdev_add(&timerdev.cdev, timerdev.devid, TIMER_CNT);



	/* 4、创建类 */

	timerdev.class = class_create(THIS_MODULE, TIMER_NAME);

	if (IS_ERR(timerdev.class)) {

		return PTR_ERR(timerdev.class);

	}



	/* 5、创建设备 */

	timerdev.device = device_create(timerdev.class, NULL, timerdev.devid, NULL, TIMER_NAME);

	if (IS_ERR(timerdev.device)) {

		return PTR_ERR(timerdev.device);

	}

/	

	/* 6、初始化定时器init_timer，设置定时器处理函数,还未设置周期，所有不会激活定时器 */

	init_timer(&timerdev.timer);

	timerdev.timer.function = timer_function;

	timerdev.timer.data = (unsigned long)&timerdev;

	return 0;

}



/*

 * @description	: 驱动出口函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static void __exit timer_exit(void)

{

	

	gpio_set_value(timerdev.led_gpio, 1);	/* 卸载驱动的时候关闭LED */

	del_timer_sync(&timerdev.timer);		/* 删除定时器 */

#if 0

	del_timer(&timerdev.tiemr);

#endif



	/* 注销字符设备驱动 */

	gpio_free(timerdev.led_gpio);		

	cdev_del(&timerdev.cdev);/*  删除cdev */

	unregister_chrdev_region(timerdev.devid, TIMER_CNT); /* 注销设备号 */



	device_destroy(timerdev.class, timerdev.devid);

	class_destroy(timerdev.class);

}



module_init(timer_init);

module_exit(timer_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("whz");

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Linux 中断实验

1 、中断号

每个中断都有一个中断号，通过中断号即可区分不同的中断，有的资料也把中断号叫做中

断线。在 Linux 内核中使用一个 int 变量表示中断号，关于中断号我们已经在第十七章讲解过

了。

2 、 request_irq 函数

在 Linux 内核中要想使用某个中断是需要申请的， request_irq 函数用于申请中断， request_irq

函数可能会导致睡眠，因此不能在中断上下文或者其他禁止睡眠的代码段中使用 request_irq 函

数。 request_irq 函数会激活(使能) 中断，所以不需要我们手动去使能中断， request_irq 函数原型

如下：

 

3 、 free_irq 函数

使用中断的时候需要通过 request_irq 函数申请，使用完成以后就要通过 free_irq 函数释放

掉相应的中断。如果中断不是共享的，那么 free_irq 会删除中断处理函数并且禁止中断。 free_irq

函数原型如下所示：

4 、中断处理函数

使用 request_irq 函数申请中断的时候需要设置中断处理函数，中断处理函数格式如下所示：

irqreturn_t (*irq_handler_t) (int, void *)

第一个参数是要中断处理函数要相应的中断号。第二个参数是一个指向 void 的指针，也就

是个通用指针，需要与 request_irq 函数的 dev 参数保持一致。用于区分共享中断的不同设备，

dev 也可以指向设备数据结构。中断处理函数的返回值为 irqreturn_t 类型， irqreturn_t 类型定义

如下所示：

5 、中断使能与禁止函数

常用的中断使用和禁止函数如下所示：

void enable_irq(unsigned int irq)

void disable_irq(unsigned int irq)

enable_irq 和 disable_irq 用于使能和禁止指定的中断， irq 就是要禁止的中断号。disable_irq

函数要等到当前正在执行的中断处理函数执行完才返回，因此使用者需要保证不会产生新的中

断，并且确保所有已经开始执行的中断处理程序已经全部退出。在这种情况下，可以使用另外

一个中断禁止函数：

void disable_irq_nosync(unsigned int irq)

disable_irq_nosync 函数调用以后立即返回，不会等待当前中断处理程序执行完毕。上面三

个函数都是使能或者禁止某一个中断，有时候我们需要关闭当前处理器的整个中断系统，也就

是在学习 STM32 的时候常说的关闭全局中断，这个时候可以使用如下两个函数：

local_irq_enable()

local_irq_disable()

local_irq_enable 用于使能当前处理器中断系统， local_irq_disable 用于禁止当前处理器中断

系统。假如 A 任务调用 local_irq_disable 关闭全局中断 10S ，当关闭了 2S 的时候 B 任务开始运

行， B 任务也调用 local_irq_disable 关闭全局中断 3S ， 3 秒以后 B 任务调用 local_irq_enable 函

数将全局中断打开了。此时才过去 2+3=5 秒的时间，然后全局中断就被打开了，此时 A 任务要

关闭 10S 全局中断的愿望就破灭了，然后 A 任务就“生气了”，结果很严重，可能系统都要被

A 任务整崩溃。为了解决这个问题， B 任务不能直接简单粗暴的通过 local_irq_enable 函数来打

开全局中断，而是将中断状态恢复到以前的状态，要考虑到别的任务的感受，此时就要用到下

面两个函数：

local_irq_save(flags)

local_irq_restore(flags)

这两个函数是一对， local_irq_save 函数用于禁止中断，并且将中断状态保存在 flags 中。

local_irq_restore 用于恢复中断，将中断到 flags 状态。