【LV15 day14 中断处理：按键驱动程序编写】

一、什么是中断

一种硬件上的通知机制，用来通知CPU发生了某种需要立即处理的事件

分为：

  1. 内部中断 CPU执行程序的过程中，发生的一些硬件出错、运算出错事件（如分母为0、溢出等等），不可屏蔽
  2. 外部中断 外设发生某种情况，通过一个引脚的高、低电平变化来通知CPU （如外设产生了数据、某种处理完毕等等）

二、中断处理原理

任何一种中断产生，CPU都会暂停当前执行的程序，跳转到内存固定位置执行一段程序，该程序被称为总的中断服务程序，在该程序中区分中断源，然后进一步调用该中断源对应的处理函数。

中断源对应的处理函数被称为分中断处理程序，一般每一个分中断处理程序对应一个外设产生的中断

写驱动时，如果外设有中断，则需要编写一个函数（分中断处理程序）来处理这种中断

三、中断接口

3.1 中断申请

int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags,const char *name, void *dev)
/*
参数：
    irq：所申请的中断号
    handler：该中断号对应的中断处理函数
    flags：中断触发方式或处理方式 
        触发方式：IRQF_TRIGGER_NONE      //无触发
                 IRQF_TRIGGER_RISING    //上升沿触发
                 IRQF_TRIGGER_FALLING  //下降沿触发
                IRQF_TRIGGER_HIGH   //高电平触发
                IRQF_TRIGGER_LOW        //低电平触发
        处理方式：
               IRQF_DISABLED        //用于快速中断，处理中屏蔽所有中断
                IRQF_SHARED       //共享中断
        name：中断名 /proc/interrupts
        dev：传递给中断例程的参数，共享中断时用于区分那个设备，一般为对应设备的结构体地址，无共享中断时写NULL
返回值：成功：0 失败：错误码
*/

3.2 中断释放

void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)；
/*
功能：释放中断号
参数：
    irq：设备号
    dev_id：共享中断时用于区分那个设备一般强转成设备号，无共享中断时写NULL
*/

3.3 中断处理函数原型

typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *);
/*
参数：
    int：中断号
    void*:对应的申请中断时的dev_id
返回值：
    typedef enum irqreturn irqreturn_t; //中断返回值类型
    enum irqreturn {
        IRQ_NONE    = (0 << 0),
        IRQ_HANDLED = (1 << 0),
        IRQ_WAKE_THREAD = (1 << 1),
    };
    返回IRQ_HANDLED表示处理完了,返回IRQ_NONE在共享中断表示不处理
*/

四、按键驱动

按键原理图：
在这里插入图片描述

exynos4412-fs4412.dts中增加节点

mykey2_node {
    compatible = "mykey2,key2";
    key2-gpio = <&gpx1 1 0>;//gpx1-1
    interrupt-parent = <&gpx1>;
    interrupts = <1 3>;//组内第二个<0 25 0> // 3 ->11 上升沿触发以及下降沿触发
};

首先初始化其中包括设备号分配，pnode指向设备节点，gpio口绑定，中断号分配
中断申请，等待队列初始化。

int __init fs4412key2_init(void)
{
	int ret = 0;
	dev_t devno = MKDEV(major,minor);
	struct device_node *pnode=NULL;
	pnode=of_find_node_by_path("/mykey2_node");
	if(NULL==pnode)
	{
		printk("find node failed.\n");
		return -1;
	}
	pgmydev=(struct fs4412key2_dev *)kmalloc(sizeof(struct fs4412key2_dev),GFP_KERNEL);
	if(NULL==pgmydev)
	{
		printk("kmalloc fs4412key2 pgmydev failed.\n");
		return -1;
	}
	pgmydev->gpio=of_get_named_gpio(pnode,"key2-gpio",0);
	pgmydev->irqno=irq_of_parse_and_map(pnode,0);
	/*申请设备号*/
	ret = register_chrdev_region(devno,fs4412key2_num,"fs4412key2");
	if(ret)
	{
		ret = alloc_chrdev_region(&devno,minor,fs4412key2_num,"fs4412key2");
		if(ret)
		{
			printk("get devno failed\n");
			kfree(pgmydev);
			return -1;
		}
		major = MAJOR(devno);//容易遗漏，注意
	}


		/*给struct cdev对象指定操作函数集*/	
		cdev_init(&pgmydev->mydev,&myops);

		/*将struct cdev对象添加到内核对应的数据结构里*/
		pgmydev->mydev.owner = THIS_MODULE;
		cdev_add(&pgmydev->mydev,devno,1);

	init_waitqueue_head(&pgmydev->rq);

	spin_lock_init(&pgmydev->lock);
	
	ret=request_irq(pgmydev->irqno,key2_irq_handle,IRQF_TRIGGER_RISING|IRQF_TRIGGER_FALLING,"fs4412key2",pgmydev);
	if(ret)
	{
	printk("request_irq failed.\n");
	kfree(pgmydev);
	pgmydev=NULL;
	return -1;
	}
	return 0;
}

void __exit fs4412key2_exit(void)
{
	dev_t devno = MKDEV(major,minor);
	free_irq(pgmydev->irqno,pgmydev);
	cdev_del(&pgmydev->mydev);	
	unregister_chrdev_region(devno,fs4412key2_num);
}

定义结构体
注意一个case：这里编译时一直报错int前面少写了；
检查后发现是fs4412_key2.h结构体后面少了一个；

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/irq.h>
#include "fs4412_key.h"
int major = 11;
int minor = 0;
int fs4412key2_num= 1;

struct fs4412key2_dev
{
	struct cdev mydev;
	int gpio;
	int irqno;
	int newflag;//用于判断是否有数据可以读取//
	wait_queue_head_t rq;
	struct keyvalue data;
	spinlock_t lock;
};
struct fs4412key2_dev *pgmydev=NULL;

int fs4412key2_open(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{
	pfile->private_data =(void *) (container_of(pnode->i_cdev,struct fs4412key2_dev,mydev));
	printk("fs4412key2_open is called\n");
	return 0;
}

int fs4412key2_close(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{

	return 0;
}
//编写read函数//
ssize_t fs4412key2_read(struct file *pfile,char __user *puser,size_t count,loff_t *p_pos)
{
	struct fs4412key2_dev *pmydev = (struct fs4412key2_dev *)pfile->private_data;
	int size = 0;
	int ret = 0;
	spin_lock(&pmydev->lock);
	if(!pmydev->newflag)
	{

		if(pfile->f_flags & O_NONBLOCK)
		{//非阻塞

			spin_unlock(&pmydev->lock);
			printk("O_NONBLOCK No Data Read\n");
			return -1;
		}
		else
		{//阻塞

			spin_unlock(&pmydev->lock);
			ret = wait_event_interruptible(pmydev->rq,pmydev->newflag==1);
			if(ret)
			{
				printk("Wake up by signal\n");
				return -ERESTARTSYS;
			}
			spin_lock(&pmydev->lock);
		}
	}
	
	if(count > sizeof(struct keyvalue))
	{
		size = sizeof(struct keyvalue);
	}
	else
	{
		size = count;
	}
	
	ret = copy_to_user(puser,&pmydev->data,size);
	if(ret)
	{
		
		spin_unlock(&pmydev->lock);
		printk("copy_to_user failed\n");
		return -1;
	}
	pmydev->newflag= 0;
	spin_unlock(&pmydev->lock);
	return size;
}


unsigned int fs4412key2_poll(struct file *pfile, poll_table *ptb)
{
	struct fs4412key2_dev *pmydev = (struct fs4412key2_dev *)pfile->private_data;
	unsigned int mask=0;
	
	poll_wait(pfile,&pmydev->rq,ptb);
	spin_lock(&pmydev->lock);
	if(pmydev->newflag)
	{
	mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
	}
	spin_unlock(&pmydev->lock);
	return mask;
}
struct file_operations myops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = fs4412key2_open,
	.release = fs4412key2_close,
	.read = fs4412key2_read,
	.poll=fs4412key2_poll,
};

//中断处理函数
irqreturn_t key2_irq_handle(int no,void* arg)
{	
	struct fs4412key2_dev *pmydev = (struct fs4412key2_dev *)arg;
	int status=0;
	int status1=0;
	int status2=0;
	status1=gpio_get_value(pmydev->gpio);
	mdelay(1);
	status2=gpio_get_value(pmydev->gpio);
	if(status1!=status2)
	{
		return IRQ_NONE;
	}//按键防抖//
	status=status1;
	spin_lock(&pmydev->lock);
	if(status==pmydev->data.status)
	{
	spin_unlock(&pmydev->lock);
	return IRQ_NONE;
	}
	pmydev->data.code=KEY2;
	pmydev->data.status=status;
	pmydev->newflag=1;
	spin_unlock(&pmydev->lock);
	wake_up(&pmydev->rq);
	return 0;
}
fs4412_key.h 
#ifndef FS4412_KEY_H
#define FS4412_KEY_H
enum KEYCODE
{
	KEY2=1002,
	KEY3,
	KEY4,
};
enum KEYSTATUS
{
	KEY_DOWN=0,
	KEY_UP,
};
struct keyvalue
{
	int code;
	int status;
};
#endif
key2test_app.c 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdio.h>
#include "fs4412_key.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
	int fd = -1;
	struct keyvalue keydata = {0};
	int ret=0;
	if(argc < 2)
	{
		printf("The argument is too few\n");
		return 1;
	}

	fd = open(argv[1],O_RDWR);
	if(fd < 0)
	{
		printf("open %s failed\n",argv[1]);
		return 2;
	}
	while((ret=read(fd,&keydata,sizeof(keydata)))==sizeof(keydata))
	{
	if(keydata.status==KEY_DOWN)
	{
	printf("key2 is down.\n");
	}
	else
	{
	printf("key2 is up.\n");
	}
	}

	close(fd);
	fd = -1;
	return 0;
}

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