[国嵌攻略][124][阻塞型驱动程序设计]

阻塞的必要性

当一个设备无法立刻满足用户的读写请求时应当如何处理？例如，调用read时，设备没有数据提供，但以后可能会有；或者一个进程试图向设备写入数据，但是设备暂时没有准备好接收数据。当上述情况发生的时候，驱动程序应当（缺省地）阻塞进程，使它进入等待（睡眠状态），直到请求可以得到满足。

 

内核等待队列

在实现阻塞驱动的过程中，需要有一个“候车室”来安排被阻塞的进程“休息”，当唤醒它们的条件成熟时，则可以从“候车室”中将这些进程唤醒。而这个“候车室”就是内核等待队列。

1.定义等待队列

wait_queue_head_t my_queue

 

2.初始化等待队列

init_waitqueue_head(&my_queue)

 

3.定义和初始化等待队列

DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(my_queue)

 

4.进入等待队列，睡眠

4.1.wait_event(queue, condition)

当condition(布尔表达式)为真时，立即返回；否则让进程进入TASK_UNINTERRUPTIBLE模式的睡眠，并挂载queue参数所指定的等待队列上。

 

4.2.wait_event_interruptible(queue, condition)

当condition(布尔表达式)为真时，立即返回；否则让进程进入TASK_INTERRUPTIBLE的睡眠，并挂在queue参数所指定的等待队列上。

 

4.3.int wait_event_killable(queue, condition)

当condition(一个布尔表达式)为真时，立即返回；否则让进程进入TASK_KILLABLE的睡眠，并挂在queue参数所指定的等待队列上。

 

5.从等待队列中唤醒进程

5.1.wake_up(wait_queue_t *q)

从等待队列中唤醒状态为TASK_UNINTERRUPTIBLE,TASK_INTERRUPTIBLE,TASK_KILLABLE的所有进程。

 

5.2.wake_up_interruptible(wait_queue_t *q)

从等待队列中唤醒状态为TASK_INTERRUPTIBLE的进程。

 

驱动程序默认都是阻塞型驱动

 

头文件

#include <linux/sched.h>

error: 'TASK_NORMAL' undeclared

error: 'TASK_UNINTERRUPTIBLE' undeclared

注意：调度文件中可能有别的函数与模块名重名，修改模块名即可。

 

keydev.c

/********************************************************************
*头文件
*********************************************************************/
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/sched.h>




/********************************************************************
*宏定义
*********************************************************************/
#define GPGCON 0x56000060   //按键控制寄存器地址
#define GPGDAT 0x56000064   //按键数据寄存器地址

/********************************************************************
*全局变量
*********************************************************************/
unsigned int *keycon;       //按键控制指针
unsigned int *keydat;       //按键数据指针

struct work_struct *work;   //按键工作
struct timer_list timer;    //按键定时
wait_queue_head_t queue;    //等待队列
int isData;                 //等待条件
int keyNum;                 //按键编号

/********************************************************************
*定时处理
*********************************************************************/
//设备定时
void key_timer(unsigned long data){
    //读取按键状态
    unsigned short datTmp;
    int key1, key2;
    
    datTmp = readw(keydat);   //获取GPGDAT值
    key1 = datTmp & (1<<0);   //获取key1电平
    key2 = datTmp & (1<<3);   //获取key2电平
    
    //判断按键状态
    if(key1 == 0){
        keyNum = 1;
        printk("key1 down!\n");
    }
    
    if(key2 == 0){
        keyNum = 2;
        printk("key2 down!\n");
    }
    
    //设置数据状态
    isData = 1;
    wake_up(&queue);
}

/********************************************************************
*中断处理
*********************************************************************/
//设备中断下部
void key_work(struct work_struct *work){
    //启动定时设备
    mod_timer(&timer, jiffies + HZ/100);   //定时10ms,jiffies表示系统当前嘀嗒数,1HZ = 1s = 1000jiffies
}

//设备中断上部
irqreturn_t key_irq(int irq, void *dev_id){
    //处理硬件相关
    
    //提交硬件无关
    schedule_work(work);
    
    return 0;
}

/********************************************************************
*设备方法
*********************************************************************/
//设备读取
ssize_t key_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos){
    //判断数据状态
    wait_event(queue, isData);
    
    //读取按键编号
    copy_to_user(buf, &keyNum, sizeof(keyNum));
    
    //清零数据状态
    isData = 0;
    
    return sizeof(keyNum);
}

//设备打开
int key_open(struct inode *node, struct file *filp){
    return 0;
}

//设备关闭
int key_close(struct inode *node, struct file *filp){
    return 0;
}

//设备方法
struct file_operations key_fops = {
    .read    = key_read,
    .open    = key_open,
    .release = key_close
};

/********************************************************************
*模块安装
*********************************************************************/
//混杂设备
struct miscdevice misdev = {
    .minor = 200,        //次设备号
    .name  = "keydev",   //设备名称
    .fops  = &key_fops   //设备方法
};

//注册硬件
void handware_init(void){
    //初始化按键控制寄存器
    unsigned int conTmp;
    
    keycon = ioremap(GPGCON, 4);   //虚拟地址映射
    
    conTmp = readl(keycon);             //获取GPGCON值
    conTmp &= ~((0x3<<6) | (0x3<<0));   //GPB3[7:6]:00,GPG0[1:0]:00
    conTmp |=  ((0x2<<6) | (0x2<<0));   //GPB3[7:6]:EINT[11],GPG0[1:0]:EINT[8]
    writel(conTmp, keycon);             //设置GPGCON值
    
    //初始化按键状态寄存器
    keydat = ioremap(GPGDAT, 2);   //虚拟地址映射
}

//安装模块
static int ikey_init(void){
    //注册混杂设备
    misc_register(&misdev);
    
    //注册硬件设备
    handware_init();
        
    //注册中断处理
    request_irq(IRQ_EINT8, key_irq, IRQF_TRIGGER_FALLING, "keyirq", 0);    //下降沿触发,IRQ_EINT8定义在irqs.h文件中
    request_irq(IRQ_EINT11, key_irq, IRQF_TRIGGER_FALLING, "keyirq", 0);
    
    //注册工作队列
    work = kmalloc(sizeof(struct work_struct), GFP_KERNEL);
    INIT_WORK(work, key_work);
    
    //注册定时设备
    init_timer(&timer);           //初始化定时器
    timer.function = key_timer;   //添加定时函数
    add_timer(&timer);            //添加定时设备
    
    //注册等待队列
    isData = 0;
    init_waitqueue_head(&queue);
    
    return 0;
}

//卸载模块
static void ikey_exit(void){
    //注销混杂设备
    misc_deregister(&misdev);
    
    //注销中断处理
    free_irq(IRQ_EINT8, 0);
    free_irq(IRQ_EINT11, 0);
}

/********************************************************************
*模块声明
*********************************************************************/
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("D");
MODULE_DESCRIPTION("");
MODULE_VERSION("v1.0");

module_init(ikey_init);
module_exit(ikey_exit);

 

keyapp.c

mknod /dev/keydev0 c 10 200

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv){
    //打开设备
    int fd;
    
    fd = open("/dev/keydev0", O_RDWR);
    
    //读取设备
    int keynum;
    
    read(fd, &keynum, sizeof(keynum));
    printf("key number is %d\n", keynum);
    
    //关闭设备
    close(fd);
}