第7个驱动程序_添加定时器（按键防抖处理）

目的

上一节里，实现同一时刻只能有一个进程使用同一个设备，例如：只能有一个进程，在同一时刻里使用/dev/buttons这个设备。

在写单片机的按键程序时，也必将会涉及一点，就是按键去抖动。
按键去抖动的方法无非有二种，一种是硬件电路去抖动，这种在要求不是特别高的情况下是不会被采用的；
另一种就是延时去抖动了。而延时又一般分为二种，一种是for循环死等待，一种是定时延时。这一节里我们来使用内核的定时器去抖动。

问：linux内核定时器有哪些要素？

答：有两个要素：

一、超时时间

二、处理函数

问：linux定时器结构是怎样的？
答：

struct timer_list {
    struct list_head entry;
    unsigned long expires;

    void (*function)(unsigned long);
    unsigned long data;

    struct tvec_t_base_s *base;
#ifdef CONFIG_TIMER_STATS
    void *start_site;
    char start_comm[16];
    int start_pid;
#endif
};

问：void (*function)(unsigned long data)里面的参数是谁传给它的？

答：
是timer_list.data传给它的，如果需要向function传递参数时，则应该设置timer_list.data，否则可以不设置。

问：与定时器相关的操作函数有哪些？

答：

一、使用init_timer函数初始化定时器

二、设置timer_list.function，并实现这个函数指针

三、使用add_timer函数向内核注册一个定时器

四、使用mod_timer修改定时器时间，并启动定时器

问：int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)的第二个参数为超时时间，怎么设置超时时间，如果定时为10ms？

答：一般的形式为:   jiffies + (HZ /100)，HZ 表示100个jiffies，jiffies的单位为10ms，即HZ = 100*10ms = 1s

1. 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>
#include <linux/poll.h>


static struct class *sixthdrv_class;
static struct class_device    *sixthdrv_class_dev;

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

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

static struct timer_list buttons_timer;


static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

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

static struct fasync_struct *button_async;


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},
};

static struct pin_desc *irq_pd;

//static atomic_t canopen = ATOMIC_INIT(1); //定义原子变量并初始化为1

static DECLARE_MUTEX(button_lock); //定义互斥锁


/*
  * 确定按键值
  */
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
    /* 10ms后启动定时器 */
    irq_pd = (struct pin_desc *)dev_id;
    mod_timer(&buttons_timer, jiffies + HZ/100);  // 修改定时器中断时间。
    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}


static int sixth_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
#if 0
    if (!atomic_dec_and_test(&canopen))
    {
        atomic_inc(&canopen);
        return -EBUSY;
    }
#endif

    if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
    {
        if (down_trylock(&button_lock))
            return -EBUSY;
    }
    else
    {
        /* 获取信号量 */
        down(&button_lock);
    }

    /* 配置GPF0,2为输入引脚 */
    /* 配置GPG3,11为输入引脚 */
    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 sixth_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
    if (size != 1)
        return -EINVAL;

    if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
    {
        if (!ev_press)
            return -EAGAIN;
    }
    else
    {
        /* 如果没有按键动作, 休眠 */
        wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
    }

    /* 如果有按键动作, 返回键值 */
    copy_to_user(buf, &key_val, 1);
    ev_press = 0;

    return 1;
}


int sixth_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    //atomic_inc(&canopen);
    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]);

    up(&button_lock);
    return 0;
}

static unsigned sixth_drv_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
    unsigned int mask = 0;
    poll_wait(file, &button_waitq, wait); // 不会立即休眠

    if (ev_press)
        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;

    return mask;
}

static int sixth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on)
{
    printk("driver: sixth_drv_fasync\n");
    return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async);
}


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 = sixth_drv_open,
    .read     =    sixth_drv_read,
    .release = sixth_drv_close,
    .poll = sixth_drv_poll,
    .fasync     = sixth_drv_fasync,
};


int major;

static void buttons_timer_function(unsigned long data)
{
    struct pin_desc * pindesc = irq_pd;
    unsigned int pinval;

    if (!pindesc)
        return;

    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 */

    kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN);
}


static int sixth_drv_init(void)
{
    // 初始化timer定时器
    init_timer(&buttons_timer);                       //1. 初始化定时器
    buttons_timer.function = buttons_timer_function;  //2. 定时器中断处理函数
    //buttons_timer.expires = 0;                      //3. 超时时间
    add_timer(&buttons_timer);                        //4. 添加定时器

    major = register_chrdev(0, "sixth_drv", &sencod_drv_fops);
    sixthdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "sixth_drv");
    sixthdrv_class_dev = class_device_create(sixthdrv_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 sixth_drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(major, "sixth_drv");
    class_device_unregister(sixthdrv_class_dev);
    class_destroy(sixthdrv_class);
    iounmap(gpfcon);
    iounmap(gpgcon);
    return 0;
}


module_init(sixth_drv_init);
module_exit(sixth_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2. 测试程序

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


/* sixthdrvtest
  */
int fd;

void my_signal_fun(int signum)
{
    unsigned char key_val;
    read(fd, &key_val, 1);
    printf("key_val: 0x%x\n", key_val);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    unsigned char key_val;
    int ret;
    int Oflags;

    //signal(SIGIO, my_signal_fun);

    fd = open("/dev/buttons", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!\n");
        return -1;
    }

    //fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());
    //Oflags = fcntl(fd, F_GETFL)
    //fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);


    while (1)
    {
        ret = read(fd, &key_val, 1);
        printf("key_val: 0x%x, ret = %d\n", key_val, ret);
        //sleep(5);
    }

    return 0;
}

3. 测试

4. 小结

定时器如何使用：【linux定时器使用】

一、使用init_timer函数初始化定时器

二、设置timer_list.function，并实现这个函数指针

三、使用add_timer函数向内核注册一个定时器

四、使用mod_timer修改定时器时间，并启动定时器