STM32MP157驱动开发——按键驱动（异步通知）
文章目录
- “异步通知 ”机制：
-
- 信号的宏定义：
- 信号注册
- APP执行过程
- 驱动编程做的事
- 应用编程做的事
- 异步通知方式的按键驱动程序(stm32mp157)
-
- button_test.c
- gpio_key_drv.c
- Makefile
- 修改设备树文件
- 编译测试
“异步通知 ”机制：
信号的宏定义：
Linux 系统中也有很多信号，在 Linux 内核源文件 include\uapi\asm-generic\signal.h 中，有很多信号的宏定义：
信号注册
就 APP 而言，你想处理 SIGIO 信息，那么需要提供信号处理函数，并且要跟 SIGIO 挂钩。这可以通过一个 signal 函数来“给某个信号注册处理函数”，用法如下：
APP执行过程
重点从②开始：
② APP 给 SIGIO 这个信号注册信号处理函数 func，以后 APP 收到 SIGIO信号时，这个函数会被自动调用；
③ 把 APP 的 PID(进程 ID)告诉驱动程序，这个调用不涉及驱动程序，在内核的文件系统层次记录 PID；
④ 读取驱动程序文件 Flag；
⑤ 设置 Flag 里面的 FASYNC 位为 1：当 FASYNC 位发生变化时，会导致驱动程序的 drv_fasync 被调用；
⑥⑦ 调 用 faync_helper ， 它会根据 FAYSNC 的值决定是否设置button_async->fa_file=驱动文件 filp：驱动文件 filp 结构体里面含有之前设置的 PID。
⑧ APP 可以做其他事；
⑨⑩ 按下按键，发生中断，驱动程序的中断服务程序被调用，里面调用kill_fasync 发信号；
⑪⑫⑬ APP 收到信号后，它的信号处理函数被自动调用，可以在里面调用 read 函数读取按键。
驱动编程做的事
使用异步通知时，驱动程序的核心有 2个：
- ① 提供对应的 drv_fasync 函数；
- ② 并在合适的时机发信号。
drv_fasync 函数很简单，调用 fasync_helper 函数就可以，如下：
static struct fasync_struct *button_async;
static int drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)
{
return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async);
}
fasync_helper 函数会分配 、构造一个fasync_struct 结构体button_async：
- 驱动文件的 flag 被设置为 FAYNC 时：
button_async->fa_file = filp; // filp 表示驱动程序文件，里面含有之前设置的 PID
- 驱动文件被设置为非 FASYNC 时：
button_async->fa_file = NULL;
在 GPIO 中断服务程序中发信号：想发送信号时，使用 button_async 作为参数就可以，它里面“可能”含有 PID。
kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);
- 第 1 个参数：button_async->fa_file 非空时，可以从中得到 PID，表示发给哪一个 APP；
- 第 2 个参数表示发什么信号：SIGIO；
- 第 3 个参数表示为什么发信号：POLL_IN，有数据可以读了。(APP 用不到这个参数)
应用编程做的事
应用程序要做的事情有这几件：
① 编写信号处理函数：
static void sig_func(int sig)
{
int val;
read(fd, &val, 4);
printf("get button : 0x%x\n", val);
}
② 注册信号处理函数：
signal(SIGIO, sig_func);
③ 打开驱动：
fd = open(argv[1], O_RDWR);
④ 把进程 ID 告诉驱动：
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
⑤ 使能驱动的 FASYNC 功能：
flags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, flags | FASYNC);
异步通知方式的按键驱动程序(stm32mp157)
button_test.c
#include \n" , argv[0]);
return -1;
}
signal(SIGIO, sig_func);
/* 2. 打开文件 */
fd = open(argv[1], O_RDWR);
if (fd == -1)
{
printf("can not open file %s\n", argv[1]);
return -1;
}
//设置flag为FASYNC
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
flags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, flags | FASYNC);
while (1)
{
//验证 异步通知，不会一直占用cpu
printf("test fasync \n");
sleep(2);
}
close(fd);
return 0;
}
gpio_key_drv.c
#include Makefile
# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH, 比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH, 比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
# 请参考各开发板的高级用户使用手册
KERN_DIR = /home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4
all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
$(CROSS_COMPILE)gcc -o button_test button_test.c
clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order button_test
# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y := a.o b.o
# obj-m += ab.o
obj-m += gpio_key_drv.o
修改设备树文件
对于一个引脚要用作中断时，
- a) 要通过 PinCtrl 把它设置为 GPIO 功能；【ST 公司对于 STM32MP157 系列芯片，GPIO 为默认模式 不需要再进行配置Pinctrl 信息】
- b) 表明自身：是哪一个 GPIO 模块里的哪一个引脚【修改设备树】
打开内核的设备树文件：arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dts
gpio_keys_first {
compatible = "first_key,gpio_key";
gpios = <&gpiog 3 GPIO_ACTIVE_LOW
&gpiog 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;
};
与此同时，需要把用到引脚的节点禁用
注意，如果其他设备树文件也用到该节点，需要设置属性为disabled状态，在arch/arm/boot/dts目录下执行如下指令查找哪些设备树用到该节点
grep "&gpiog" * -nr
如果用到该节点，需要添加属性去屏蔽：
status = "disabled";
编译测试
首先要设置 ARCH、CROSS_COMPILE、PATH 这三个环境变量后，进入 ubuntu 上板子内核源码的目录，在Linux内核源码根目录下，执行如下命令即可编译 dtb 文件：
make dtbs V=1
编译好的文件在路径由DTC指定，移植设备树到开发板的共享文件夹中，先保存源文件，然后覆盖源文件，重启后会挂载新的设备树，进入该目录查看是否有新添加的设备节点
cd /sys/firmware/devicetree/base
编译驱动程序，在Makefile文件目录下执行make指令，此时，目录下有编译好的内核模块gpio_key_drv.ko和可执行文件button_test文件移植到开发板上
确定一下烧录系统：cat /proc/mounts，查看boot分区挂载的位置，将其重新挂载在boot分区：mount /dev/mmcblk2p2 /boot，然后将共享文件夹里面的设备树文件拷贝到boot目录下，这样的话设备树文件就在boot目录下
cp /mnt/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb /boot
重启后挂载，运行
insmod -f gpio_key_drv.ko // 强制安装驱动程序
ls /dev/my_gpio_key
./button_test /dev/my_gpio_key & //后台运行，此时prink函数打印的内容看不到
然后按下按键