初入android驱动开发之字符设备(四-中断)

Posted 2020-10-03 liguangsunls

上一篇讲到android驱动开发中，应用是怎样去操作底层硬件的整个流程，实现了按键控制led的亮灭。当然，这是一个非常easy的实例，只是略微演变一下，就能够得到广泛的应用。

如开发扫描头，应用透过监听上报的按键的键值，监听到，则调用扫描头的模块。成功，则点亮LED灯，并把扫描头解码后的条码信息。通过广播的形式发出。又扯到其他地方，这里主要说说中断。

1. 中断的一些概念

中断，是什么？

中断。能够看成是cpu对特殊事件的一种处理的机制，这类特殊事件一般指紧急事件或者说异常事件。非常easy的一个样例，你拿你手机正在看视频，来了一个电话。你接完电话，还是停在视频。本来你的cpu正在运行看视频这一系列的指令处理。但当接收到电话，会产生一个中断，cpu依据优先级推断。优先级高于当前则停止当前工作。并保存，然后运行中断的处理函数，其中断这一系列的事件处理完成以后。再运行保存在暂停队列中的工作。这是一个外部中断的样例。

那么中断，是指 CPU 在运行程序的过程中,出现了某些突发事件时 CPU 必须暂停运行当前的程序,转去处理突发事件,处理完成后 CPU 又返回原程序被中断的位置并继续运行。依据中断的来源,中断可分为内部中断和外部中断,内部中断的中断源来自 CPU内部(软件中断指令、溢出、除法错误等,比如,操作系统从用户态切换到内核态需借助 CPU 内部的软件中断),外部中断的中断源来自 CPU 外部,由外设提出请求。

中断，实现它的机制？

中断。当外设发出一个中断信号，cpu则依据中断信号，来进行分析处理，依据中断信号所对于的地址。去调用中断处理函数。所以。中断处理函数。是值该中断产生后，cpu应该去紧急运行的事件。

那么，这里主要解说一下中断处理函数的机制。

s5pv210是arm架构的芯片，当中断的资源很的丰富，这里有32个外部中断和其余的gpio中断。一般。实际开发中，中断主要由外设发出。所以，这里我们基本都是用的外部中断。採用外部中断的 CPU 通常为不同的中断分配不同的中断号,当检測到某中断号的中断到来后,就自己主动跳转到与该中断号相应的地址运行。

不同中断号的中断有不同的入口地址。

中断处理机制，,Linux 将中断处理程序分解为两个半部:顶半部(top half)和底半部(bottom half)。

在这两者重要的差别，顶半部，不可被中断，而底半部，能够被新的中断打开。那么，这两者之前的差别，就认为了它们各自独特的特性。顶半部，不可被打断，所以注定它的运行时间要很很的高速，所以一般它仅仅是简单的读取寄存器的中断状态并清楚中断标志，然后就把底半部处理程序挂究竟半部运行队列中。而这样，中断处理的大部分工作就落究竟半部了。由于可被打断，相对来说，时间就比較充足。运行一些耗时的任务。

底半部的三种方式：软中断、tasklet、工作队列。

这里有个博文链接。主要将三种机制以及之间的差异。http://blog.chinaunix.net/uid-20768928-id-5077401.html

中断，当中关键的一些函数？

int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
irq_handler_t thread_fn, unsigned long irqflags,
const char *devname, void *dev_id)

irq：中断号,这里由gpio_to_irq()方法得到。
handler：发生中断时首先要运行的硬中断处理函数，这个函数能够通过返回 IRQ_WAKE_THREADED唤醒中断线程，也可返回IRQ_HANDLE不运行中断线程
thread_fn : 中断线程，类似于中断下半部，若传參为null，则和request_irq()一样
qflags:中断标志。备注：IRQF_SHARED 共享中断时，dev_id不能为空。由于释放irq时要区分哪个共享中断。
devname：中断名

dev_id: 传给中断处理函数的參数。

2.简单的实例：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <mach/gpio.h>
#include <linux/io.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>

#include <plat/gpio-core.h>
#include <plat/gpio-cfg.h>
#include <plat/gpio-cfg-helpers.h>

static struct class *buttondrv_class;
static struct device *buttondrv_class_dev;
int major;
volatile unsigned long *GPCCON;
volatile unsigned long *GPCDAT;
//static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);
static unsigned char key_val;
static volatile int ev_press = 0;
struct pin_desc{
	unsigned int pin;
	unsigned int key_val;
};
struct pin_desc pins_desc[2] = {
	{S5PV210_GPH3(7), 0x01},
};
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
	printk(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>buttons_irq\n");
	struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;
	unsigned int pinval;
	
	pinval = gpio_get_value(pindesc->pin);
	printk("irq >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>pinval =%d \n",pinval);
	if (pinval)
	{	
		key_val = 0x80 | pindesc->key_val;
		printk("1111 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>key_val =%d \n",key_val);
	}
	else
	{
		key_val = pindesc->key_val;
		printk("0000 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>key_val =%d \n",key_val);
		
	}
    ev_press = 1;               
//    wake_up_interruptible(&button_waitq);  
	return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

static int button_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	printk(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>button_drv_open\n");
	int ret=-1;
	s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPH3(7), S3C_GPIO_PULL_NONE);
	ret = request_threaded_irq(gpio_to_irq(S5PV210_GPH3(7)), NULL,
					buttons_irq,
					IRQF_TRIGGER_RISING,
					"s2", &pins_desc[0]);
	printk("ret=%d irq=%d >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>\n ",ret,gpio_to_irq(S5PV210_GPH3(7)));
	return 0;
}

int button_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
	free_irq(gpio_to_irq(S5PV210_GPH3(7)), &pins_desc[0]);
	return 0;
}

static int button_drv_read(struct file *filp, char __user *buf, 
                                         size_t count, loff_t *offp)
{
	printk(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>button_drv_read\n");
	if (count != 1)
		return -EINVAL;
	printk("read >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>key_val =%d \n",key_val);
//	wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);
	copy_to_user(buf, &key_val, 1);
	key_val=0;
	ev_press = 0;
	return 1;

}

static struct file_operations button_drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,   
    .open   =   button_drv_open,       
    .read	=	button_drv_read,
    .release =  button_drv_close,
};

static int button_drv_init(void){
	printk(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>button_drv_init\n");

    GPCCON = (volatile unsigned long *)ioremap(0xE0200C60, 8);
	GPCDAT= GPCCON + 1;
	if (!GPCCON) {
		return -EIO;
	}
	major = register_chrdev(0, "button_drv", &button_drv_fops); 
	buttondrv_class = class_create(THIS_MODULE, "buttondrv");
	buttondrv_class_dev = device_create(buttondrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "button"); 
	return 0;
}

static void button_drv_exit(void){
	printk(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>button_drv_exit\n");	
	unregister_chrdev(major, "button_drv"); 
	device_unregister(buttondrv_class_dev);
	class_destroy(buttondrv_class);
	iounmap(GPCCON);

}

module_init(button_drv_init);
module_exit(button_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

关于代码一些简单的说明：

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq)

wake_up_interruptible(&button_waitq)

wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press)

这个是等待队列的机制，当有中断的时候。唤醒。把事件增加工作队列中，处理完事件后。继续休眠，直到下次中断。

3.关于一些调试方法：

一般在编写中断的程序，最基本的是要看，gpio口的中断号是否申请成功。这里主要依据打印语句进行调试了。

若驱动程序不报错误了，则可进入android系统下，cat proc/interrupts   ,可查看到你申请成功的中断。