第3个驱动程序_读取按键是否被按下（休眠+按键中断方式）

目的：

上一篇是不断查询按键的状态，CPU要一直占用。
这节主要利用中断方式，当按键没有被按下时，进入休眠状态；
当按下按键时，唤醒休眠进程，返回按键值。

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1. 硬件原理图
2. 驱动程序

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>


static struct class *thirddrv_class;
static struct class_device    *thirddrv_class_dev;

volatile unsigned long *gpfcon;
volatile unsigned long *gpfdat;

volatile unsigned long *gpgcon;
volatile unsigned long *gpgdat;


static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，third_drv_read将它清0 */
static volatile int ev_press = 0;


struct pin_desc{
    unsigned int pin;
    unsigned int key_val;
};


/* 键值: 按下时, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04 */
/* 键值: 松开时, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84 */
static unsigned char key_val;

struct pin_desc pins_desc[4] = {
    {S3C2410_GPF0, 0x01},
    {S3C2410_GPF2, 0x02},
    {S3C2410_GPG3, 0x03},
    {S3C2410_GPG11, 0x04},
};


/*
  * 当按键被按下的时候，会调用这个函数。在这个函数中：1. 确定按键值； 2. 置位按键被按下的标志位，并且唤醒进程。
  */
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
    // void *dev_id 这个参数从注册函数传递过来。
    struct pin_desc * pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;
    unsigned int pinval;

    pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

    if (pinval)
    {
        /* 松开 */
        key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
    }
    else
    {
        /* 按下 */
        key_val = pindesc->key_val;
    }

    ev_press = 1; /* 表示中断发生了 */
    wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */


    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

// 在打开的函数中，进行中断注册
static int third_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    // 注册按键的中断
    // int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
    /*  1. irq：      表示中断号
        2. handler：  表示中断处理函数
        3. irqflags： 表示中断类型。
        4. devname:   表示设备名字，自己定义的。
        5. dev_id:    传递给中断处理函数handler的参数。
     */

    request_irq(IRQ_EINT0, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S2", &pins_desc[0]);
    request_irq(IRQ_EINT2, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S3", &pins_desc[1]);
    request_irq(IRQ_EINT11, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S4", &pins_desc[2]);
    request_irq(IRQ_EINT19, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, "S5", &pins_desc[3]);

    return 0;
}

ssize_t third_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
    if (size != 1)
        return -EINVAL;

    /* 如果没有按键动作,则进入休眠，不会运行下面的语句。通过判断ev_press的状态来唤醒进程。当按键按下时，ev_press为1，唤醒休眠进程。*/
    wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);


    /* 程序运行到这里的时候，表示按键已经被按下，进程被唤醒，读取按键值，返回到应用空间， 并将按键状态值清除。*/
    copy_to_user(buf, &key_val, 1);
    ev_press = 0;

    return 1;
}


int third_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    free_irq(IRQ_EINT0, &pins_desc[0]);
    free_irq(IRQ_EINT2, &pins_desc[1]);
    free_irq(IRQ_EINT11, &pins_desc[2]);
    free_irq(IRQ_EINT19, &pins_desc[3]);
    return 0;
}


static struct file_operations sencod_drv_fops = {
    .owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
    .open = third_drv_open,
    .read = third_drv_read,
    .release = third_drv_close,    // 什么时候用？？？
};


int major;
static int third_drv_init(void)
{
    major = register_chrdev(0, "third_drv", &sencod_drv_fops);

    thirddrv_class = class_create(THIS_MODULE, "third_drv");
    thirddrv_class_dev = class_device_create(thirddrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); /* /dev/buttons */

    gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
    gpfdat = gpfcon + 1;

    gpgcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000060, 16);
    gpgdat = gpgcon + 1;

    return 0;
}

static void third_drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(major, "third_drv");
    class_device_unregister(thirddrv_class_dev);
    class_destroy(thirddrv_class);

    iounmap(gpfcon);
    iounmap(gpgcon);
}


module_init(third_drv_init);
module_exit(third_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

中断函数原型

/**
 *    request_irq - allocate an interrupt line
 *    @irq: Interrupt line to allocate
 *    @handler: Function to be called when the IRQ occurs
 *    @irqflags: Interrupt type flags
 *    @devname: An ascii name for the claiming device
 *    @dev_id: A cookie passed back to the handler function
 *
 *    This call allocates interrupt resources and enables the
 *    interrupt line and IRQ handling. From the point this
 *    call is made your handler function may be invoked. Since
 *    your handler function must clear any interrupt the board
 *    raises, you must take care both to initialise your hardware
 *    and to set up the interrupt handler in the right order.
 *
 *    Dev_id must be globally unique. Normally the address of the
 *    device data structure is used as the cookie. Since the handler
 *    receives this value it makes sense to use it.
 *
 *    If your interrupt is shared you must pass a non NULL dev_id
 *    as this is required when freeing the interrupt.
 *
 *    Flags:
 *
 *    IRQF_SHARED        Interrupt is shared
 *    IRQF_DISABLED    Disable local interrupts while processing
 *    IRQF_SAMPLE_RANDOM    The interrupt can be used for entropy
 *
 */
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
// 参数说明：
1. irq： 表示中断号
2. handler： 表示中断处理函数
3. irqflags： 表示中断类型。
4. devname: 表示设备名字，自己定义的。
5. dev_id: 传递给中断处理函数handler的参数。

3. 测试程序

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

/* thirddrvtest
  */
int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    unsigned char key_val;

    fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!\n");
    }

    while (1)
    {
        read(fd, &key_val, 1);  // 问题：这句话将调用驱动函数third_drv_read，而进入休眠状态，那么下面的打印语句还会运行吗？？
        printf("key_val = 0x%x\n", key_val);  //如果没有按键按下，则进入休眠，这句话不会被打印。
    }

    return 0;
}

4. 测试

5. 小结

利用中断 + 休眠的方式，来读取按键被按下时的状态。
中断的方式，不需要一直占用CPU。但是应用程序还是一直在查询，只不过当按键没被按下的时候，进入休眠态。

知识点：
（1）中断注册函数
（2）如何注册休眠进程，以及如何唤醒等等。