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linux字符驱动之poll机制按键驱动

2018-02-23 17:14 477 查看
在上一节中,我们讲解了如何自动创建设备节点,实现一个中断方式的按键驱动。虽然中断式的驱动,效率是蛮高的,但是大家有没有发现,应用程序的死循环里的读函数是一直在读的;在实际的应用场所里,有没有那么一种情况,偶尔有数据、偶尔没有数据,答案当然是有的。我们理想当然的就会想到,当有数据的时候,我们才去读它,没数据的时候我们读它干啥?岂不浪费劳动力?

上一节文章链接:http://blog.csdn.net/lwj103862095/article/details/17511867

这一节里,我们在中断的基础上添加poll机制来实现有数据的时候就去读,没数据的时候,自己规定一个时间,如果还没有数据,就表示超时时间。

poll机制总结:(韦老师总结的,不是我总结的哦!)

1. poll > sys_poll > do_sys_poll
>poll_initwait,poll_initwait函数注册一下回调函数__pollwait,它就是我们的驱动程序执行poll_wait时,真正被调用的函数。

2. 接下来执行file->f_op->poll,即我们驱动程序里自己实现的poll函数

  
它会调用poll_wait把自己挂入某个队列,这个队列也是我们的驱动自己定义的;

   它还判断一下设备是否就绪。

3. 如果设备未就绪,do_sys_poll里会让进程休眠一定时间

4.
进程被唤醒的条件有2:一是上面说的“一定时间”到了,二是被驱动程序唤醒。驱动程序发现条件就绪时,就把“某个队列”上挂着的进程唤醒,这个队列,就是前面通过poll_wait把本进程挂过去的队列。

5.
如果驱动程序没有去唤醒进程,那么chedule_timeout(__timeou)超时后,会重复2、3动作,直到应用程序的poll调用传入的时间到达。

问:这一节与上一节的在驱动里添加了哪些内容?

答:仅仅添加了poll函数,该函数如下:

 

[cpp] view
plaincopyprint?





static unsigned int fourth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait)  

{  

    unsigned int mask = 0;  

  

      

    poll_wait(file, &button_waitq, wait);  

  

      

    if(ev_press)  

    {  

        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;    

    }  

  

      

    return mask;    

}  

详细请参考驱动源码:

 

 

[cpp] view
plaincopyprint?





#include   

#include   

#include   

#include   

#include   

#include   

#include   

#include   

#include   

#include          //class_create  

#include        //S3C2410_GPF1  

//#include     

#include   

//#include   

#include   //wait_event_interruptible  

#include    //poll  

  

  

  

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);  

  

  

static struct class *fourthdrv_class;  

static struct device *fourthdrv_device;  

  

static struct pin_desc{  

    unsigned int pin;  

    unsigned int key_val;  

};  

  

static struct pin_desc pins_desc[4] = {  

        {S3C2410_GPF1,0x01},  

        {S3C2410_GPF4,0x02},  

        {S3C2410_GPF2,0x03},  

        {S3C2410_GPF0,0x04},  

};   

  

static int ev_press = 0;  

  

  

  

static unsigned char key_val;  

int major;  

  

  

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)  

{  

    struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;  

    unsigned int pinval;  

    pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);  

  

    if(pinval)  

    {  

          

        key_val = 0x80 | (pindesc->key_val);  

    }  

    else  

    {  

          

        key_val = pindesc->key_val;  

    }  

  

    ev_press = 1;                              

     wake_up_interruptible(&button_waitq);     

    return IRQ_HANDLED;  

}  

static int fourth_drv_open(struct inode * inode, struct file * filp)  

{  

      

    request_irq(IRQ_EINT1, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K1",&pins_desc[0]);  

    request_irq(IRQ_EINT4, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K2",&pins_desc[1]);  

    request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K3",&pins_desc[2]);  

    request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "K4",&pins_desc[3]);  

    return 0;  

}  

  

static ssize_t fourth_drv_read(struct file *file, char __user *user, size_t size,loff_t *ppos)  

{  

    if (size != 1)  

            return -EINVAL;  

      

      

    wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);  

    copy_to_user(user, &key_val, 1);  

      

      

    ev_press = 0;  

    return 1;     

}  

  

static int fourth_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)  

{  

    free_irq(IRQ_EINT1,&pins_desc[0]);  

    free_irq(IRQ_EINT4,&pins_desc[1]);  

    free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[2]);  

    free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[3]);  

    return 0;  

}  

  

static unsigned int fourth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait)  

{  

    unsigned int mask = 0;  

  

      

    poll_wait(file, &button_waitq, wait);  

  

      

    if(ev_press)  

    {  

        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;    

    }  

  

      

    return mask;    

}  

  

  

  

static const struct file_operations fourth_drv_fops = {  

    .owner      = THIS_MODULE,  

    .open       = fourth_drv_open,  

    .read       = fourth_drv_read,  

    .release    = fourth_drv_close,  

    .poll       = fourth_drv_poll,  

};  

  

  

  

static int fourth_drv_init(void)  

{  

      

    major = register_chrdev(0, "fourth_drv", &fourth_drv_fops);  

  

      

    fourthdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "fourthdrv");  

  

      

    fourthdrv_device = device_create(fourthdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons");  

  

    return 0;  

}  

  

  

static void fourth_drv_exit(void)  

{  

    unregister_chrdev(major, "fourth_drv");  

    device_unregister(fourthdrv_device);  //卸载类下的设备  

    class_destroy(fourthdrv_class);     //卸载类  

}  

  

module_init(fourth_drv_init);  //用于修饰入口函数  

module_exit(fourth_drv_exit);  //用于修饰出口函数     

  

MODULE_AUTHOR("LWJ");  

MODULE_DESCRIPTION("Just for Demon");  

MODULE_LICENSE("GPL");  //遵循GPL协议  

应用测试源码:

 

 

[cpp] view
plaincopyprint?





#include   

#include   

#include   

#include   

#include   

#include   

  

   

int main(int argc ,char *argv[])  

  

{  

    int fd;  

    unsigned char key_val;  

    struct pollfd fds;  

    int ret;  

  

    fd = open("/dev/buttons",O_RDWR);  

    if (fd < 0)  

    {  

        printf("open error\n");  

    }  

    fds.fd = fd;  

    fds.events = POLLIN;  

    while(1)  

    {  

          

        ret = poll(&fds,1,5000);  

        if(ret == 0)  

        {  

            printf("time out\n");  

        }  

        else      

        {  

            read(fd,&key_val,1);  

            printf("key_val = 0x%x\n",key_val);  

        }     

    }  

    return 0;  

}  

测试步骤:

 

 

[cpp] view
plaincopyprint?





[WJ2440]# ls  

Qt             etc            lib            sbin           third_test  

TQLedtest      first_drv.ko   linuxrc        sddisk         tmp  

app_test       first_test     mnt            second_drv.ko  udisk  

bin            fourth_drv.ko  opt            second_test    usr  

dev            fourth_test    proc           sys            var  

driver_test    home           root           third_drv.ko   web  

[WJ2440]# insmod fourth_drv.ko   

[WJ2440]# lsmod  

fourth_drv 3164 0 - Live 0xbf003000  

[WJ2440]# ls /dev/buttons -l  

crw-rw----    1 root     root      252,   0 Jan  2 03:00 /dev/buttons  

[WJ2440]# ./fourth_test   

time out  

time out  

key_val = 0x1  

key_val = 0x81  

key_val = 0x4  

key_val = 0x84  

key_val = 0x3  

key_val = 0x83  

key_val = 0x2  

key_val = 0x82  

^C  

[WJ2440]# ./fourth_test &  

[WJ2440]# time out  

time out  

time out  

[WJ2440]#top  

  

Mem: 10076K used, 50088K free, 0K shrd, 0K buff, 7224K cached  

CPU:  0.1% usr  0.7% sys  0.0% nic 99.0% idle  0.0% io  0.0% irq  0.0% sirq  

Load average: 0.00 0.00 0.00 1/23 637  

  PID  PPID USER     STAT   VSZ %MEM CPU %CPU COMMAND  

  637   589 root     R     2092  3.4   0  0.7 top  

  589     1 root     S     2092  3.4   0  0.0 -/bin/sh  

    1     0 root     S     2088  3.4   0  0.0 init  

  590     1 root     S     2088  3.4   0  0.0 /usr/sbin/telnetd -l /bin/login  

  587     1 root     S     1508  2.5   0  0.0 EmbedSky_wdg  

  636   589 root     S     1432  2.3   0  0.0 ./fourth_test  

  573     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [rpciod/0]  

    5     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [khelper]  

  329     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [nfsiod]  

    2     0 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kthreadd]  

    3     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [ksoftirqd/0]  

    4     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [events/0]  

   11     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [async/mgr]  

  237     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kblockd/0]  

  247     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [khubd]  

  254     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kmmcd]  

  278     2 root     SW       0  0.0   0  0.0 [pdflush]  

  279     2 root     SW       0  0.0   0  0.0 [pdflush]  

  280     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [kswapd0]  

  325     2 root     SW<      0  0.0   0  0.0 [aio/0]  

由测试结果可以看出,当按键没有被按下时,5秒之后,会显示出time
out,表示时间已到,在这5秒时间里,没有按键被按下,即没有数据可读,当按键按下时,立即打印出按下的按键;同时,fourth_test进程,也几乎不占用CPU的利用率。
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