STM32MP157驱动开发——按键驱动（tasklet）
文章目录
- “tasklet”机制：
- 内核函数
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- 定义 tasklet
- 使能/ 禁止 tasklet
- 调度 tasklet
- 删除 tasklet
- tasklet软中断方式的按键驱动程序(stm32mp157)
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- tasklet使用方法：
- button_test.c
- gpio_key_drv.c
- Makefile
- 修改设备树文件
- 编译测试
“tasklet”机制：
阅读Linux 系统中异常与中断可知，Linux 系统对中断处理的演进过程中，实现了中断的扩展：硬件中断、软件中断
硬件中断有：GPIO，网络中断（net），系统滴答中断(tick)等
软件中断有：定时器，tasklet等
内核中的软中断：
该数组里面有个action成员，该成员是个函数，函数会调用链表里面每个tasklet结构体的软件中断处理函数，即下面链表的每个成员都是tasklet结构体，有对应的处理函数和flag标志位
如何触发软中断？——由软件决定，对于 X 号软件中断，只需要把它的 flag 设置为 1 就表示发生了该中断
内核函数
内核源码位置：include\linux\interrupt.h
定义 tasklet
使用结构体tasklet_struct 来表示一个tasklet
struct tasklet_struct
{
struct tasklet_struct *next;
unsigned long state;
atomic_t count;
void (*func)(unsigned long);
unsigned long data;
};
成员解释：
-
state 有 2 位：
- bit0 表示 TASKLET_STATE_SCHED
- 等于 1 时表示已经执行了 tasklet_schedule 把该 tasklet 放入队列了；tasklet_schedule 会判断该位，如果已经等于 1 那么它就不会再次把tasklet 放入队列。
- bit1 表示 TASKLET_STATE_RUN
- 等于 1 时，表示正在运行 tasklet 中的 func 函数；函数执行完后内核会把该位清 0。
- bit0 表示 TASKLET_STATE_SCHED
-
count
- 表示该 tasklet 是否使能：等于 0 表示使能了，非 0 表示被禁止了。对于 count 非 0 的 tasklet，里面的 func 函数不会被执行。
可以用这 2 个宏来定义结构体：
#define DECLARE_TASKLET(name, func, data) \
struct tasklet_struct name = { NULL, 0, ATOMIC_INIT(0), func, data }
#define DECLARE_TASKLET_DISABLED(name, func, data) \
struct tasklet_struct name = { NULL, 0, ATOMIC_INIT(1), func, data }
注意：使用 DECLARE_TASKLET_DISABLED 定义的 tasklet 结构体，它是禁止的；使用之前要先调用 tasklet_enable 使能它。
也可以使用函数来初始化 tasklet 结构体：
extern void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,void (*func)(unsigned long), unsigned long data);
使能/ 禁止 tasklet
static inline void tasklet_enable(struct tasklet_struct *t);
static inline void tasklet_disable(struct tasklet_struct *t);
- tasklet_enable 把 count 增加 1；
- tasklet_disable 把 count 减 1。
调度 tasklet
static inline void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t);
把 tasklet 放入链表，并且设置它的 TASKLET_STATE_SCHED 状态为 1。
删除 tasklet
extern void tasklet_kill(struct tasklet_struct *t);
- 如果一个 tasklet 未被调度，tasklet_kill 会把它的TASKLET_STATE_SCHED 状态清 0；
- 如果一个 tasklet 已被调度，tasklet_kill 会等待它执行完华，再把它TASKLET_STATE_SCHED 状态清 0。
通常在卸载驱动程序时调用 tasklet_kill
tasklet软中断方式的按键驱动程序(stm32mp157)
tasklet使用方法：
- 先定义 tasklet，需要使用时（在硬件中断处理函数中）调用 tasklet_schedule，驱动卸载前调用tasklet_kill。tasklet_schedule 只是把 tasklet 放入内核队列，它的 func 函数会在由内核处理软件中断的执行过程中被调用
button_test.c
实现功能：首先以非阻塞的方式读取环形缓冲区十次，然后以阻塞的方式读取按键的值
#include \n" , argv[0]);
return -1;
}
/* 2. 打开文件 */
fd = open(argv[1], O_RDWR | O_NONBLOCK);
if (fd == -1)
{
printf("can not open file %s\n", argv[1]);
return -1;
}
//非阻塞的方式读取十次
for (i = 0; i < 10; i++)
{
if (read(fd, &val, 4) == 4)
printf("get button: 0x%x\n", val);
else
printf("get button: -1\n");
}
//修改为阻塞的方式，是休眠唤醒机制，没有数据则休眠
flags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, flags & ~O_NONBLOCK);
while (1)
{
if (read(fd, &val, 4) == 4)
printf("get button: 0x%x\n", val);
else
printf("while get button: -1\n");
}
close(fd);
return 0;
}
gpio_key_drv.c
实现功能，每个按键都能打印tasklet里面的软中断函数
#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