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信号的宏定义#x… 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.cgpio_key_drv.cMakefile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 sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h
#include stdio.h
#include string.h
#include poll.h
#include signal.hstatic int fd;
static void sig_func(int sig)
{int val;read(fd, val, 4);printf(get button : 0x%x\n, val);
}/** ./button_test /dev/my_gpio_key**/
int main(int argc, char **argv)
{int val;struct pollfd fds[1];int timeout_ms 5000;int ret;int flags;/* 1. 判断参数 */if (argc ! 2) {printf(Usage: %s dev\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FASYNCfcntl(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 linux/module.h
#include linux/poll.h#include linux/fs.h
#include linux/errno.h
#include linux/miscdevice.h
#include linux/kernel.h
#include linux/major.h
#include linux/mutex.h
#include linux/proc_fs.h
#include linux/seq_file.h
#include linux/stat.h
#include linux/init.h
#include linux/device.h
#include linux/tty.h
#include linux/kmod.h
#include linux/gfp.h
#include linux/gpio/consumer.h
#include linux/platform_device.h
#include linux/of_gpio.h
#include linux/of_irq.h
#include linux/interrupt.h
#include linux/irq.h
#include linux/slab.h
#include linux/fcntl.hstruct gpio_key{int gpio;struct gpio_desc *gpiod;int flag;int irq;
} ;static struct gpio_key *gpio_keys_first;/* 主设备号 */
static int major 0;
static struct class *gpio_key_class;/* 环形缓冲区 */
#define BUF_LEN 128
static int g_keys[BUF_LEN];
static int r, w;struct fasync_struct *button_fasync;#define NEXT_POS(x) ((x1) % BUF_LEN)static int is_key_buf_empty(void)
{return (r w);
}static int is_key_buf_full(void)
{return (r NEXT_POS(w));
}static void put_key(int key)
{if (!is_key_buf_full()){g_keys[w] key;w NEXT_POS(w);}
}static int get_key(void)
{int key 0;if (!is_key_buf_empty()){key g_keys[r];r NEXT_POS(r);}return key;
}static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_key_wait);/* 实现对应的open/read/write等函数填入file_operations结构体 */
static ssize_t gpio_key_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{//printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);int err;int key;wait_event_interruptible(gpio_key_wait, !is_key_buf_empty());key get_key();err copy_to_user(buf, key, 4);return 4;
}static unsigned int gpio_key_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);poll_wait(fp, gpio_key_wait, wait);return is_key_buf_empty() ? 0 : POLLIN | POLLRDNORM;
}static int gpio_key_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{if (fasync_helper(fd, file, on, button_fasync) 0)return 0;elsereturn -EIO;
}/* 定义自己的file_operations结构体 */
static struct file_operations gpio_key_drv {.owner THIS_MODULE,.read gpio_key_drv_read,.poll gpio_key_drv_poll,.fasync gpio_key_drv_fasync,
};static irqreturn_t gpio_key_isr(int irq, void *dev_id)
{struct gpio_key *gpio_key dev_id;int val;int key;val gpiod_get_value(gpio_key-gpiod);printk(key %d %d\n, gpio_key-gpio, val);key (gpio_key-gpio 8) | val;put_key(key);wake_up_interruptible(gpio_key_wait);kill_fasync(button_fasync, SIGIO, POLL_IN);return IRQ_HANDLED;
}/* 1. 从platform_device获得GPIO* 2. gpioirq* 3. request_irq*/
static int gpio_key_probe(struct platform_device *pdev)
{int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;enum of_gpio_flags flag;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);count of_gpio_count(node);if (!count){printk(%s %s line %d, there isnt any gpio available\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first kzalloc(sizeof(struct gpio_key) * count, GFP_KERNEL);for (i 0; i count; i){gpio_keys_first[i].gpio of_get_gpio_flags(node, i, flag);if (gpio_keys_first[i].gpio 0){printk(%s %s line %d, of_get_gpio_flags fail\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first[i].gpiod gpio_to_desc(gpio_keys_first[i].gpio);gpio_keys_first[i].flag flag OF_GPIO_ACTIVE_LOW;gpio_keys_first[i].irq gpio_to_irq(gpio_keys_first[i].gpio);}for (i 0; i count; i){err request_irq(gpio_keys_first[i].irq, gpio_key_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, my_gpio_key, gpio_keys_first[i]);}/* 注册file_operations */major register_chrdev(0, my_gpio_key, gpio_key_drv); /* /dev/gpio_key */gpio_key_class class_create(THIS_MODULE, my_gpio_key_class);if (IS_ERR(gpio_key_class)) {printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);unregister_chrdev(major, my_gpio_key);return PTR_ERR(gpio_key_class);}device_create(gpio_key_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, my_gpio_key); /* /dev/my_gpio_key */return 0;}static int gpio_key_remove(struct platform_device *pdev)
{//int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;device_destroy(gpio_key_class, MKDEV(major, 0));class_destroy(gpio_key_class);unregister_chrdev(major, my_gpio_key);count of_gpio_count(node);for (i 0; i count; i){free_irq(gpio_keys_first[i].irq, gpio_keys_first[i]);}kfree(gpio_keys_first);return 0;
}static const struct of_device_id my_keys[] {{ .compatible first_key,gpio_key },{ },
};/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver gpio_keys_driver {.probe gpio_key_probe,.remove gpio_key_remove,.driver {.name my_gpio_key,.of_match_table my_keys,},
};/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init gpio_key_init(void)
{int err;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);err platform_driver_register(gpio_keys_driver); return err;
}/* 3. 有入口函数就应该有出口函数卸载驱动程序时就会去调用这个出口函数* 卸载platform_driver*/
static void __exit gpio_key_exit(void)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);platform_driver_unregister(gpio_keys_driver);
}/* 7. 其他完善提供设备信息自动创建设备节点 */module_init(gpio_key_init);
module_exit(gpio_key_exit);MODULE_LICENSE(GPL);
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 ARCHarm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILEaarch64-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-5.4all:make -C $(KERN_DIR) Mpwd modules $(CROSS_COMPILE)gcc -o button_test button_test.c
clean:make -C $(KERN_DIR) Mpwd modules cleanrm -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.oobj-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_LOWgpiog 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 V1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
