建设部网站继续教育,网站的宗旨,郑州网站建设网站建设,潍柴新建站登录网址“定时器 ”机制#xff1a;
内核函数
定时器涉及函数参考内核源码#xff1a;include\linux\timer.h
给定时器的各个参数赋值#xff1a;
setup_timer(struct timer_list * timer, void (*function)(unsigned long),unsigned long data)#xff1a;设置定时器#xf…“定时器 ”机制
内核函数
定时器涉及函数参考内核源码include\linux\timer.h
给定时器的各个参数赋值
setup_timer(struct timer_list * timer, void (*function)(unsigned long),unsigned long data)设置定时器主要是初始化 timer_list 结构体设置其中的函数、参数。
void add_timer(struct timer_list *timer)a) 向内核添加定时器。timer-expires 表示超时时间。b) 当超时时间到达内核就会调用这个函数timer-function(timer-data)。
修改定时器
int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires):a) 修改定时器的超时时间b) 它等同于del_timer(timer); timer-expires expires; add_timer(timer);c) 但是更加高效。
修改定时器
int del_timer(struct timer_list *timer)内核定时器时间单位
编译内核时可以在内核源码根目录下用“ls -a”看到一个隐藏文件.config它就是内核配置文件。打开后可以看到如下这项
CONFIG_HZ100这是硬件定时器这表示内核每秒中会发生 100 次系统滴答中断(tick)这是 Linux 系统的心跳。每发生一次 tick 中断全局变量 jiffies 就会累加 1。CONFIG_HZ100 表示每个滴答是 10ms。定时器的时间就是基于 jiffies 的我们修改超时时间时一般使用这 2种方法
① 在 add_timer 之前直接修改
timer.expires jiffies xxx; // xxx 表示多少个滴答后超时也就是 xxx*10ms
timer.expires jiffies 2*HZ; // HZ 等于 CONFIG_HZ 2*HZ 就相当于 2 秒② 在 add_timer 之后使用 mod_timer 修改
mod_timer(timer, jiffies xxx); // xxx 表示多少个滴答后超时也就是 xxx*10ms
mod_timer(timer, jiffies 2*HZ); // HZ 等于 CONFIG_HZ 2*HZ 就相当于 2 秒系统滴答中断(tick)与定时器的关系
系统滴答中断是硬件中断定时器是软件中断每次执行完硬件中断后才执行软件中断系统滴答中断设置为100HZ表示10ms执行一次软件中断判断全局变量jiffies 是否大于key_timer.expires大于则调用对应的定时器处理函数
定时器方式的按键驱动程序(stm32mp157)旧版本定时器
使用定时器处理按键抖动 如果不处理抖动的话用户只操作一次按键 GPIO 电平会反复变化中断程序可能会上报多个数据那么可以在 GPIO 中断中并不立刻记录按键值而是修改定时器超时时间10ms 后再处理如果 10ms 内又发生了 GPIO 中断那就认为是抖动这时再次修改超时时间为 10ms。只有 10ms 之内再无 GPIO 中断发生那么定时器的函数才会被调用。在定时器函数中记录按键值。
button_test.c
实现功能首先以非阻塞的方式读取环形缓冲区十次然后以阻塞的方式读取按键的值 #include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h
#include stdio.h
#include string.h
#include poll.h
#include signal.hstatic int fd;/** ./button_test /dev/my_gpio_key**/
int main(int argc, char **argv)
{int val;struct pollfd fds[1];int timeout_ms 5000;int ret;int flags;int i;/* 1. 判断参数 */if (argc ! 2) {printf(Usage: %s dev\n, argv[0]);return -1;}/* 2. 打开文件 */fd open(argv[1], O_RDWR | O_NONBLOCK);if (fd -1){printf(can not open file %s\n, argv[1]);return -1;}//非阻塞的方式读取十次for (i 0; i 10; i) {if (read(fd, val, 4) 4)printf(get button: 0x%x\n, val);elseprintf(get button: -1\n);}//修改为阻塞的方式是休眠唤醒机制没有数据则休眠flags fcntl(fd, F_GETFL);fcntl(fd, F_SETFL, flags ~O_NONBLOCK);while (1){if (read(fd, val, 4) 4)printf(get button: 0x%x\n, val);elseprintf(while get button: -1\n);}close(fd);return 0;
}
gpio_key_drv.c
#include linux/module.h
#include linux/poll.h#include linux/fs.h
#include linux/errno.h
#include linux/miscdevice.h
#include linux/kernel.h
#include linux/major.h
#include linux/mutex.h
#include linux/proc_fs.h
#include linux/seq_file.h
#include linux/stat.h
#include linux/init.h
#include linux/device.h
#include linux/tty.h
#include linux/kmod.h
#include linux/gfp.h
#include linux/gpio/consumer.h
#include linux/platform_device.h
#include linux/of_gpio.h
#include linux/of_irq.h
#include linux/interrupt.h
#include linux/irq.h
#include linux/slab.h
#include linux/fcntl.h
#include linux/timer.hstruct gpio_key{int gpio;struct gpio_desc *gpiod;int flag;int irq;struct timer_list key_timer;//每个按键都有定时器
} ;static struct gpio_key *gpio_keys_first;/* 主设备号 */
static int major 0;
static struct class *gpio_key_class;/* 环形缓冲区 */
#define BUF_LEN 128
static int g_keys[BUF_LEN];
static int r, w;struct fasync_struct *button_fasync;#define NEXT_POS(x) ((x1) % BUF_LEN)static int is_key_buf_empty(void)
{return (r w);
}static int is_key_buf_full(void)
{return (r NEXT_POS(w));
}static void put_key(int key)
{if (!is_key_buf_full()){g_keys[w] key;w NEXT_POS(w);}
}static int get_key(void)
{int key 0;if (!is_key_buf_empty()){key g_keys[r];r NEXT_POS(r);}return key;
}static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_key_wait);//定时中断函数完成按键状态的返回
static void key_timer_expire(unsigned long data)
{/* data gpio */struct gpio_key *gpio_key data;int val;int key;val gpiod_get_value(gpio_key-gpiod);printk(key_timer_expire key %d %d\n, gpio_key-gpio, val);key (gpio_key-gpio 8) | val;put_key(key);wake_up_interruptible(gpio_key_wait);kill_fasync(button_fasync, SIGIO, POLL_IN);
}/* 实现对应的open/read/write等函数填入file_operations结构体 */
static ssize_t gpio_key_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{//printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);int err;int key;if (is_key_buf_empty() (file-f_flags O_NONBLOCK))return -EAGAIN;wait_event_interruptible(gpio_key_wait, !is_key_buf_empty());key get_key();err copy_to_user(buf, key, 4);return 4;
}static unsigned int gpio_key_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);poll_wait(fp, gpio_key_wait, wait);return is_key_buf_empty() ? 0 : POLLIN | POLLRDNORM;
}static int gpio_key_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{if (fasync_helper(fd, file, on, button_fasync) 0)return 0;elsereturn -EIO;
}/* 定义自己的file_operations结构体 */
static struct file_operations gpio_key_drv {.owner THIS_MODULE,.read gpio_key_drv_read,.poll gpio_key_drv_poll,.fasync gpio_key_drv_fasync,
};//按键中断处理函数不会直接返回按键的状态而是通过调用定时器中断
static irqreturn_t gpio_key_isr(int irq, void *dev_id)
{struct gpio_key *gpio_key dev_id;printk(gpio_key_isr key %d irq happened\n, gpio_key-gpio);mod_timer(gpio_key-key_timer, jiffies HZ/50);//使用HZ宏定时器超时时间为20ms如果超时时间到了就会修改key_timer的值导致key_timer_expire函数被调用return IRQ_HANDLED;
}/* 1. 从platform_device获得GPIO* 2. gpioirq* 3. request_irq*/
static int gpio_key_probe(struct platform_device *pdev)
{int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;enum of_gpio_flags flag;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);count of_gpio_count(node);if (!count){printk(%s %s line %d, there isnt any gpio available\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first kzalloc(sizeof(struct gpio_key) * count, GFP_KERNEL);for (i 0; i count; i){ gpio_keys_first[i].gpio of_get_gpio_flags(node, i, flag);if (gpio_keys_first[i].gpio 0){printk(%s %s line %d, of_get_gpio_flags fail\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first[i].gpiod gpio_to_desc(gpio_keys_first[i].gpio);gpio_keys_first[i].flag flag OF_GPIO_ACTIVE_LOW;gpio_keys_first[i].irq gpio_to_irq(gpio_keys_first[i].gpio);//每个按键都注册定时中断函数setup_timer(gpio_keys_first[i].key_timer, key_timer_expire, gpio_keys_first[i]);gpio_keys_first[i].key_timer.expires ~0;add_timer(gpio_keys_first[i].key_timer);}for (i 0; i count; i){err request_irq(gpio_keys_first[i].irq, gpio_key_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, 100ask_gpio_key, gpio_keys_first[i]);}/* 注册file_operations */major register_chrdev(0, 100ask_gpio_key, gpio_key_drv); /* /dev/gpio_key */gpio_key_class class_create(THIS_MODULE, 100ask_gpio_key_class);if (IS_ERR(gpio_key_class)) {printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);unregister_chrdev(major, 100ask_gpio_key);return PTR_ERR(gpio_key_class);}device_create(gpio_key_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, 100ask_gpio_key); /* /dev/100ask_gpio_key */return 0;}static int gpio_key_remove(struct platform_device *pdev)
{//int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;device_destroy(gpio_key_class, MKDEV(major, 0));class_destroy(gpio_key_class);unregister_chrdev(major, 100ask_gpio_key);count of_gpio_count(node);for (i 0; i count; i){free_irq(gpio_keys_100ask[i].irq, gpio_keys_100ask[i]);del_timer(gpio_keys_100ask[i].key_timer);}kfree(gpio_keys_100ask);return 0;
}static const struct of_device_id ask100_keys[] {{ .compatible 100ask,gpio_key },{ },
};/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver gpio_keys_driver {.probe gpio_key_probe,.remove gpio_key_remove,.driver {.name 100ask_gpio_key,.of_match_table ask100_keys,},
};/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init gpio_key_init(void)
{int err;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);err platform_driver_register(gpio_keys_driver); return err;
}/* 3. 有入口函数就应该有出口函数卸载驱动程序时就会去调用这个出口函数* 卸载platform_driver*/
static void __exit gpio_key_exit(void)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);platform_driver_unregister(gpio_keys_driver);
}/* 7. 其他完善提供设备信息自动创建设备节点 */module_init(gpio_key_init);
module_exit(gpio_key_exit);MODULE_LICENSE(GPL);Makefile
# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH, 比如: export ARCHarm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILEaarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH, 比如: export PATH$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
# 请参考各开发板的高级用户使用手册KERN_DIR /home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4all:make -C $(KERN_DIR) Mpwd modules $(CROSS_COMPILE)gcc -o button_test button_test.c
clean:make -C $(KERN_DIR) Mpwd modules cleanrm -rf modules.order button_test# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y : a.o b.o
# obj-m ab.oobj-m gpio_key_drv.o修改设备树文件 对于一个引脚要用作中断时
a) 要通过 PinCtrl 把它设置为 GPIO 功能【ST 公司对于 STM32MP157 系列芯片GPIO 为默认模式 不需要再进行配置Pinctrl 信息】b) 表明自身是哪一个 GPIO 模块里的哪一个引脚【修改设备树】
打开内核的设备树文件arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dts
gpio_keys_first {compatible first_key,gpio_key;gpios gpiog 3 GPIO_ACTIVE_LOWgpiog 2 GPIO_ACTIVE_LOW;
};与此同时需要把用到引脚的节点禁用
注意如果其他设备树文件也用到该节点需要设置属性为disabled状态在arch/arm/boot/dts目录下执行如下指令查找哪些设备树用到该节点
grep gpiog * -nr如果用到该节点需要添加属性去屏蔽
status disabled; 编译测试
首先要设置 ARCH、CROSS_COMPILE、PATH 这三个环境变量后进入 ubuntu 上板子内核源码的目录在Linux内核源码根目录下执行如下命令即可编译 dtb 文件
make dtbs V1编译好的文件在路径由DTC指定移植设备树到开发板的共享文件夹中先保存源文件然后覆盖源文件重启后会挂载新的设备树进入该目录查看是否有新添加的设备节点
cd /sys/firmware/devicetree/base 编译驱动程序在Makefile文件目录下执行make指令此时目录下有编译好的内核模块gpio_key_drv.ko和可执行文件button_test文件移植到开发板上
确定一下烧录系统cat /proc/mounts查看boot分区挂载的位置将其重新挂载在boot分区mount /dev/mmcblk2p2 /boot然后将共享文件夹里面的设备树文件拷贝到boot目录下这样的话设备树文件就在boot目录下
cp /mnt/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb /boot重启后挂载运行
insmod -f gpio_key_drv.ko // 强制安装驱动程序
ls /dev/my_gpio_key
./button_test /dev/my_gpio_key //后台运行此时prink函数打印的内容看不到然后按下按键
定时器方式的按键驱动程序(stm32mp157)新版本定时器
高版本的定时器的函数和结构体发生变化具体变化如下 所以只需要修改timer_setup函数和定时器中断处理函数
修改gpio_key_drv.c
#include linux/module.h
#include linux/poll.h#include linux/fs.h
#include linux/errno.h
#include linux/miscdevice.h
#include linux/kernel.h
#include linux/major.h
#include linux/mutex.h
#include linux/proc_fs.h
#include linux/seq_file.h
#include linux/stat.h
#include linux/init.h
#include linux/device.h
#include linux/tty.h
#include linux/kmod.h
#include linux/gfp.h
#include linux/gpio/consumer.h
#include linux/platform_device.h
#include linux/of_gpio.h
#include linux/of_irq.h
#include linux/interrupt.h
#include linux/irq.h
#include linux/slab.h
#include linux/fcntl.h
#include linux/timer.hstruct gpio_key{int gpio;struct gpio_desc *gpiod;int flag;int irq;struct timer_list key_timer;//每个按键都有定时器
} ;static struct gpio_key *gpio_keys_first;/* 主设备号 */
static int major 0;
static struct class *gpio_key_class;/* 环形缓冲区 */
#define BUF_LEN 128
static int g_keys[BUF_LEN];
static int r, w;struct fasync_struct *button_fasync;#define NEXT_POS(x) ((x1) % BUF_LEN)static int is_key_buf_empty(void)
{return (r w);
}static int is_key_buf_full(void)
{return (r NEXT_POS(w));
}static void put_key(int key)
{if (!is_key_buf_full()){g_keys[w] key;w NEXT_POS(w);}
}static int get_key(void)
{int key 0;if (!is_key_buf_empty()){key g_keys[r];r NEXT_POS(r);}return key;
}static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_key_wait);//定时中断函数完成按键状态的返回
//static void key_timer_expire(unsigned long data)
static void key_timer_expire(struct timer_list *t)
{/* data gpio *///struct gpio_key *gpio_key data;//利用from_timer函数的定时器成员反算出结构体的指针进而获得该结构体的所有信息struct gpio_key *gpio_key from_timer(gpio_key, t, key_timer);int val;int key;val gpiod_get_value(gpio_key-gpiod);printk(key_timer_expire key %d %d\n, gpio_key-gpio, val);key (gpio_key-gpio 8) | val;put_key(key);wake_up_interruptible(gpio_key_wait);kill_fasync(button_fasync, SIGIO, POLL_IN);
}/* 实现对应的open/read/write等函数填入file_operations结构体 */
static ssize_t gpio_key_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{//printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);int err;int key;if (is_key_buf_empty() (file-f_flags O_NONBLOCK))return -EAGAIN;wait_event_interruptible(gpio_key_wait, !is_key_buf_empty());key get_key();err copy_to_user(buf, key, 4);return 4;
}static unsigned int gpio_key_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);poll_wait(fp, gpio_key_wait, wait);return is_key_buf_empty() ? 0 : POLLIN | POLLRDNORM;
}static int gpio_key_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{if (fasync_helper(fd, file, on, button_fasync) 0)return 0;elsereturn -EIO;
}/* 定义自己的file_operations结构体 */
static struct file_operations gpio_key_drv {.owner THIS_MODULE,.read gpio_key_drv_read,.poll gpio_key_drv_poll,.fasync gpio_key_drv_fasync,
};//按键中断处理函数不会直接返回按键的状态而是通过调用定时器中断
static irqreturn_t gpio_key_isr(int irq, void *dev_id)
{struct gpio_key *gpio_key dev_id;printk(gpio_key_isr key %d irq happened\n, gpio_key-gpio);mod_timer(gpio_key-key_timer, jiffies HZ/50);//使用HZ宏定时器超时时间为20ms如果超时时间到了就会修改key_timer的值导致key_timer_expire函数被调用return IRQ_HANDLED;
}/* 1. 从platform_device获得GPIO* 2. gpioirq* 3. request_irq*/
static int gpio_key_probe(struct platform_device *pdev)
{int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;enum of_gpio_flags flag;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);count of_gpio_count(node);if (!count){printk(%s %s line %d, there isnt any gpio available\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first kzalloc(sizeof(struct gpio_key) * count, GFP_KERNEL);for (i 0; i count; i){ gpio_keys_first[i].gpio of_get_gpio_flags(node, i, flag);if (gpio_keys_first[i].gpio 0){printk(%s %s line %d, of_get_gpio_flags fail\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);return -1;}gpio_keys_first[i].gpiod gpio_to_desc(gpio_keys_first[i].gpio);gpio_keys_first[i].flag flag OF_GPIO_ACTIVE_LOW;gpio_keys_first[i].irq gpio_to_irq(gpio_keys_first[i].gpio);//每个按键都注册定时中断函数//setup_timer(gpio_keys_first[i].key_timer, key_timer_expire, gpio_keys_first[i]);timer_setup(gpio_keys_100ask[i].key_timer, key_timer_expire, 0);gpio_keys_first[i].key_timer.expires ~0;add_timer(gpio_keys_first[i].key_timer);}for (i 0; i count; i){err request_irq(gpio_keys_first[i].irq, gpio_key_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, 100ask_gpio_key, gpio_keys_first[i]);}/* 注册file_operations */major register_chrdev(0, 100ask_gpio_key, gpio_key_drv); /* /dev/gpio_key */gpio_key_class class_create(THIS_MODULE, 100ask_gpio_key_class);if (IS_ERR(gpio_key_class)) {printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);unregister_chrdev(major, 100ask_gpio_key);return PTR_ERR(gpio_key_class);}device_create(gpio_key_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, 100ask_gpio_key); /* /dev/100ask_gpio_key */return 0;}static int gpio_key_remove(struct platform_device *pdev)
{//int err;struct device_node *node pdev-dev.of_node;int count;int i;device_destroy(gpio_key_class, MKDEV(major, 0));class_destroy(gpio_key_class);unregister_chrdev(major, 100ask_gpio_key);count of_gpio_count(node);for (i 0; i count; i){free_irq(gpio_keys_100ask[i].irq, gpio_keys_100ask[i]);del_timer(gpio_keys_100ask[i].key_timer);}kfree(gpio_keys_100ask);return 0;
}static const struct of_device_id ask100_keys[] {{ .compatible 100ask,gpio_key },{ },
};/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver gpio_keys_driver {.probe gpio_key_probe,.remove gpio_key_remove,.driver {.name 100ask_gpio_key,.of_match_table ask100_keys,},
};/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init gpio_key_init(void)
{int err;printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);err platform_driver_register(gpio_keys_driver); return err;
}/* 3. 有入口函数就应该有出口函数卸载驱动程序时就会去调用这个出口函数* 卸载platform_driver*/
static void __exit gpio_key_exit(void)
{printk(%s %s line %d\n, __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);platform_driver_unregister(gpio_keys_driver);
}/* 7. 其他完善提供设备信息自动创建设备节点 */module_init(gpio_key_init);
module_exit(gpio_key_exit);MODULE_LICENSE(GPL);
