linux中字符驱动程序的几种常用方法

以按键检测驱动程序为例

1.查询方式  缺点是需要消耗较多CPU资源

2.中断方式  应用的read函数调用驱动程序的的read函数,驱动程序的read函数会调用wait_event_interruptible()等待按键中断的发生.

中断发生之前会处于睡眠状态,中断发生后会唤醒该read函数,将按键值传回应用层.睡眠状态不会消耗cpu资源

3.poll方式

在方式2 的基础上加上poll函数

while (1)
	{
		//read(fd, &keyvalue, 1);
		ret = poll(fds, 1, 5000);
		if (ret == 0)
		{
			printf("time out\n");
		}
		else
		{
			read(fd, &keyvalue, 1);
			printf("keyvalue = 0x%x\n", keyvalue);
		}
		
		
		//sleep(5);
	}

应用层的poll会调用驱动程序中的poll函数,

static unsigned s3c24xx_key_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
	unsigned int mask = 0;
	poll_wait(file, &button_waitq, wait); // 不会立即休眠

	if (ev_press)
		mask |= POLLIN | POLLRDNORM;

	return mask;
}

驱动中的poll函数被中断程序唤醒,从而应用程序能够调用read函数读取按键键值.

与方式2不同的是poll可以设置超时时间,超时时间到了就会退出,不会像方式2那样永远等待下去

4.异步通知的方式

应用层代码如下

void my_signal_fun(int signum)
{
	unsigned char key_val;
	read(fd, &key_val, 1);
	printf("key_val: 0x%x\n", key_val);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	unsigned char key_val;
	int ret;
	int Oflags;

	signal(SIGIO, my_signal_fun);//
	
	fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open!\n");
	}

	fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());//把自己的进程ID 告诉驱动程序
	
	Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); //get flag
	
	fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);// 应用调用这个函数改变Oflags时,驱动程序中的.fasync=  fifth_drv_fasync就会被调用


	while (1)
	{
		sleep(1000);
	}
	
	return 0;
}

 驱动代码如下

fasync_helper作用就是初始化fasync这个东西,包括分配内存和设置属性,最后在驱动的release里把fasync_helper初始化的东西free掉。

static int chardev_fasync (int fd, struct file *filp, int on)
{
	printk("driver: fifth_drv_fasync\n");
	return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async);//初始化 button_async结构体
}

static int chardev_release(struct inode *inodp, struct file *filp)
{
        return chardev_fasync(-1, filp, 0);
}

 fasync是为了使驱动的读写和应用程序的读写分开,使得应用程序可以在驱动读写的时候去做别的事。

应用程序通过fcntl给自己的SIGIO信号安装自己的响应函数,

按键中断通过kill_fasync(&async, SIGIO, POLL_IN); 发SIGIO信号给应用程序,应用程序中的my_signal_fun()函数就会被调用。

fasync_helper作用就是初始化fasync这个东西,包括分配内存和设置属性,最后在驱动的release里把fasync_helper初始化的东西free掉。

这个异步处理方式的特点是应用程序不需要等待和睡眠,可以去处理其他事情,按键来了会自动响应.

5.设备资源是有限的,一个app程序打开一个设备后没有release前,应该阻止第二个app打开该设备

可以在驱动程序的open函数中用原子操作变量的方式进行保护,如atomic_inc_and_test()

也可以通过信号量的方式

static int char_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
#if 0	
	if (!atomic_dec_and_test(&canopen))
	{
		atomic_inc(&canopen);
		return -EBUSY;
	}
#endif		

	if (file->f_flags & O_NONBLOCK)  //非阻塞方式会立即返回
	{
		if (down_trylock(&button_lock))
			return -EBUSY;
	}
	else
	{
		/* 获取信号量 */
		down(&button_lock);
	}
}

6,此外还需要利用定时器防止按键抖动造成的误操作.中断发生时重置定时器

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
	/* 10ms后启动定时器 */
//系统10ms产生一次中断,jiffies的值10ms增加一次,一秒钟增加100次
//jiffies+1就是设置10ms后时钟函数会响应
	irq_pd = (struct pin_desc *)dev_id;
	mod_timer(&buttons_timer, jiffies+1);
	return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}
static int sixth_drv_init(void)
{
	init_timer(&buttons_timer);
	buttons_timer.function = buttons_timer_function;
	//buttons_timer.expires  = 0;
	add_timer(&buttons_timer); 

	
	return 0;
}
static void buttons_timer_function(unsigned long data)
{
	struct pin_desc * pindesc = irq_pd;
	unsigned int pinval;

	if (!pindesc)
		return;
	
	pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

	if (pinval)
	{
		/* 松开 */
		key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
	}
	else
	{
		/* 按下 */
		key_val = pindesc->key_val;
	}

    ev_press = 1;                  /* 表示中断发生了 */
    wake_up_interruptible(&button_waitq);   /* 唤醒休眠的进程 */
	
	kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);
}

原来的中断函数要做的事情放到了buttons_timer_function()函数中.中断函数现在只用来设置timer

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