网站设计与管理,淘宝客网站程序模板,ui网页设计师,怎么查看域名网站的容量到期嵌入式Linux应用开发-第十三章读取按键及按键驱动程序 第十三章 APP怎么读取按键值13.1 妈妈怎么知道孩子醒了13.2 APP读取按键的4种方法13.2.1 查询方式13.2.2 休眠-唤醒方式13.2.3 poll方式13.2.4 异步通知方式13.2.4.1 异步通知的原理#xff1a;发信号13.2.4.2 应用程序之… 嵌入式Linux应用开发-第十三章读取按键及按键驱动程序 第十三章 APP怎么读取按键值13.1 妈妈怎么知道孩子醒了13.2 APP读取按键的4种方法13.2.1 查询方式13.2.2 休眠-唤醒方式13.2.3 poll方式13.2.4 异步通知方式13.2.4.1 异步通知的原理发信号13.2.4.2 应用程序之间发信号示例代码 第十三章 APP怎么读取按键值 APP读取按键值需要有按键驱动程序。 为什么要讲按键驱动程序 APP去读按键的方法有 4种 ① 查询方式 ② 休眠-唤醒方式 ③ poll方式 ④ 异步通知方式 通过这 4种方式的学习我们可以掌握如下知识 ① 驱动的基本技能中断、休眠、唤醒、poll等机制。 这些基本技能是驱动开发的基础其他大型驱动复杂的地方是它的框架及设计思想但是基本技术就这些。 ② APP开发的基本技能阻塞 、非阻塞、休眠、poll、异步通知。
13.1 妈妈怎么知道孩子醒了 妈妈怎么知道卧室里小孩醒了 ① 时时进房间看一下查询方式 简单但是累 ② 进去房间陪小孩一起睡觉小孩醒了会吵醒她休眠-唤醒 不累但是妈妈干不了活了 ③ 妈妈要干很多活但是可以陪小孩睡一会定个闹钟poll方式 要浪费点时间但是可以继续干活。 妈妈要么是被小孩吵醒要么是被闹钟吵醒。 ④ 妈妈在客厅干活小孩醒了他会自己走出房门告诉妈妈异步通知 妈妈、小孩互不耽误。 这 4种方法没有优劣之分在不同的场合使用不同的方法。
13.2 APP读取按键的4种方法
跟上述生活场景类似APP去读取按键也有 4种方法 ① 查询方式 ② 休眠-唤醒方式 ③ poll方式 ④ 异步通知方式 第 2、3、4种方法都涉及中断服务程序。中断就像小孩醒了会哭闹一样中断不经意间到来它会做某些事情唤醒 APP、向 APP发信号。 所以在按键驱动程序中中断是核心。 实际上中断无论是在单片机还是在 Linux中都很重要。在 Linux中中断的知识还涉及进程、线程等。
13.2.1 查询方式
这种方法最简单
驱动程序中构造、注册一个 file_operations结构体里面提供有对应的 open,read函数。APP调用open时导致驱动中对应的 open函数被调用在里面配置 GPIO为输入引脚。APP调用 read时导致驱动中对应的 read函数被调用它读取寄存器把引脚状态直接返回给 APP。
13.2.2 休眠-唤醒方式 驱动程序中构造、注册一个 file_operations结构体里面提供有对应的 open,read函数。 APP调用 open时导致驱动中对应的 open函数被调用在里面配置 GPIO为输入引脚并且注册 GPIO的中断处理函数。
APP调用 read时导致驱动中对应的 read函数被调用如果有按键数据则直接返回给 APP否则 APP在内核态休眠。 当用户按下按键时GPIO中断被触发导致驱动程序之前注册的中断服务程序被执行。它会记录按键数据并唤醒休眠中的 APP。 APP被唤醒后继续在内核态运行即继续执行驱动代码把按键数据返回给 APP(的用户空间)。
13.2.3 poll方式
上面的休眠-唤醒方式有个缺点如果用户一直没操作按键那么 APP就会永远休眠。 我们可以给 APP定个闹钟这就是 poll方式。
驱动程序中构造、注册一个 file_operations结构体里面提供有对应的 open,read,poll函数。 APP调用 open时导致驱动中对应的 open函数被调用在里面配置 GPIO为输入引脚并且注册 GPIO的中断处理函数。 APP调用 poll或 select函数意图是“查询”是否有数据这 2个函数都可以指定一个超时时间即在这段时间内没有数据的话就返回错误。这会导致驱动中对应的 poll函数被调用如果有按键数据则直接返回给 APP否则 APP在内核态休眠一段时间。 当用户按下按键时GPIO中断被触发导致驱动程序之前注册的中断服务程序被执行。它会记录按键数据并唤醒休眠中的 APP。 如果用户没按下按键但是超时时间到了内核也会唤醒 APP。 所以 APP被唤醒有 2种原因用户操作了按键超时。被唤醒的 APP在内核态继续运行即继续执行驱动代码把“状态”返回给 APP(的用户空间)。 APP得到 poll/select函数的返回结果后如果确认是有数据的则再调用 read函数这会导致驱动中的 read函数被调用这时驱动程序中含有数据会直接返回数据。
13.2.4 异步通知方式
13.2.4.1 异步通知的原理发信号 异步通知的实现原理是内核给 APP发信号。信号有很多种这里发的是 SIGIO。
驱动程序中构造、注册一个 file_operations结构体里面提供有对应的 open,read,fasync函数。 APP调用 open时导致驱动中对应的 open函数被调用在里面配置 GPIO为输入引脚并且注册 GPIO的中断处理函数。 APP给信号 SIGIO注册自己的处理函数my_signal_fun。 APP调用 fcntl函数把驱动程序的 flag改为 FASYNC这会导致驱动程序的 fasync函数被调用它只是简单记录进程 PID。 当用户按下按键时GPIO中断被触发导致驱动程序之前注册的中断服务程序被执行。它会记录按键数据然后给进程 PID发送 SIGIO信号。 APP收到信号后会被打断先执行信号处理函数在信号处理函数中可以去调用 read函数读取按键值。 信号处理函数返回后APP会继续执行原先被打断的代码。
13.2.4.2 应用程序之间发信号示例代码
使用 GIT下载所有源码后本节源码位于如下目录
01_all_series_quickstart\
05_嵌入式 Linux驱动开发基础知识\source\03_signal_example 代码并不复杂如下。 第 13行注册信号处理函数第 15行就是一个无限循环。在它运行期间你可以用另一个 APP发信号给它。
01 #include stdio.h
02 #include unistd.h
03 #include signal.h
04 void my_sig_func(int signo)
05 {
06 printf(get a signal : %d\n, signo);
07 }
08
09 int main(int argc, char **argv)
10 {
11 int i 0;
12
13 signal(SIGIO, my_sig_func);
14
15 while (1)
16 {
17 printf(Hello, world %d!\n, i);
18 sleep(2);
19 }
20
21 return 0;
22 } 在 Ubuntu上的测试方法
$ gcc -o signal signal.c // 编译程序
$ ./signal // 后台运行
$ ps -A | grep signal // 查看进程 ID假设是 9527 $ kill -SIGIO 9527 // 给这个进程发信号 13.2.5 驱动程序提供能力不提供策略 我们的驱动程序可以实现上述 4种提供按键的方法但是驱动程序不应该限制 APP使用哪种方法。 这就是驱动设计的一个原理提供能力不提供策略。就是说你想用哪种方法都行驱动程序都可以提供但是驱动程序不能限制你使用哪种方法。
