嵌入式Linux驱动学习之路(十四)按键驱动-同步、互斥、阻塞

目的：同一个时刻，只能有一个应用程序打开我们的驱动程序。

①原子操作：

v = ATOMIC_INIT( i ) 　　定义原子变量v并初始化为i

atomic_read(v) 返回原子变量的值
atomic_set(v,i) 设置原子变量的值

atomic_inc_and_test(v) 自加后和测试是否为0 为0则返回true

atomic_dec_and_test(v) 自减后和测试是否为0 为0则返回true

atomic_inc(v)　　　　　　自加
#atomic_dec(v)　　　　　自减

驱动代码：

#include <linux/sched.h>

#include <linux/signal.h>

#include <linux/spinlock.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/random.h>

#include <linux/poll.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/slab.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/mutex.h>

#include <linux/io.h>

#include <asm/irq.h>

#include <linux/irq.h>

#include <linux/fs.h>

#include <asm/arch/regs-gpio.h>

#include <linux/interrupt.h>

#include <linux/poll.h>

static struct class *key_class;     //创建类

static struct class_device *key_class_devs;   //创建类对应的设备

struct pin_desc{

    unsigned int pin;

    unsigned int key_val;

};

struct pin_desc pins_desc[] = {

    {S3C2410_GPF0,0X01},

    {S3C2410_GPF2,0X02},

    {S3C2410_GPG3,0X03},

    {S3C2410_GPG11,0X04},

};

unsigned char keyvals=;

static volatile int ev_press = ;

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

static struct fasync_struct *key_async_queue;

atomic_t canopen = ATOMIC_INIT(); 

static irqreturn_t keys_irq(int irq, void *dev_id)

{

    struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;

    unsigned int pinval;

    pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

    if(pinval)

    {

        keyvals = pindesc->key_val|0x80;

    }

    else

    {

        keyvals = pindesc->key_val;

    }

    ev_press = ;

    wake_up_interruptible(&button_waitq);

    kill_fasync (&key_async_queue, SIGIO, POLL_IN);

    return IRQ_HANDLED;

}

int key_open(struct inode *inode, struct file *fp)

{

    if(!atomic_dec_and_test(&canopen))  //if --canopen==0 return ture  /*自减后和0相比 如果等于0 则返回true*/

    {

        atomic_inc(&canopen);

        return -EBUSY;

    }

    request_irq( IRQ_EINT0, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key2", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT2, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key3", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT11, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key4", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT19, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key5", &pins_desc[]);

    return ;

}

ssize_t key_read(struct file *fp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp){

    if(count != )

    {

        return -EINVAL;

    }

    wait_event_interruptible(button_waitq,ev_press);

    copy_to_user(buff,&keyvals,);

    ev_press = ;

    return ;

}

ssize_t key_write(struct file *fp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos){

}

int key_close(struct inode *inode, struct file *file)

{

    atomic_inc(&canopen);

    free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT11,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT19,&pins_desc[]);

}

static unsigned int key_poll(struct file *file, struct poll_table_struct *wait)

{

    unsigned int mask = ;

    poll_wait(file, &button_waitq,wait);

    if(ev_press)

        mask |= POLLIN|POLLRDNORM;

    return mask;

}

static int key_fsync (int fd, struct file *filp, int on)

{

    printk("ok\n");

    return fasync_helper (fd, filp, on, &key_async_queue);

}

struct file_operations led_fops={

    .owner = THIS_MODULE,

    .open = key_open,

    .write  = key_write,

    .read   = key_read,

    .release = key_close,

    .poll = key_poll,

    .fasync = key_fsync,

};

int major;

static int key_init(void)

{

    major = register_chrdev( ,"key_drv", &led_fops );

    key_class = class_create(THIS_MODULE,"key_class");

    key_class_devs = class_device_create(key_class,NULL,MKDEV(major,),NULL,"my_keys");

    printk("key install Module\n");

    return ;

}

static void key_exit(void)

{

    unregister_chrdev( major, "key_drv" );

    class_device_unregister(key_class_devs);

    class_destroy(key_class);

    printk("key Module exit\n");

}

module_init(key_init);

module_exit(key_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

信号量：

#include <linux/sched.h>

#include <linux/signal.h>

#include <linux/spinlock.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/random.h>

#include <linux/poll.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/slab.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/mutex.h>

#include <linux/io.h>

#include <asm/irq.h>

#include <linux/irq.h>

#include <linux/fs.h>

#include <asm/arch/regs-gpio.h>

#include <linux/interrupt.h>

#include <linux/poll.h>

static struct class *key_class;     //创建类

static struct class_device *key_class_devs;   //创建类对应的设备

struct pin_desc{

    unsigned int pin;

    unsigned int key_val;

};

struct pin_desc pins_desc[] = {

    {S3C2410_GPF0,0X01},

    {S3C2410_GPF2,0X02},

    {S3C2410_GPG3,0X03},

    {S3C2410_GPG11,0X04},

};

unsigned char keyvals=;

static volatile int ev_press = ;

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

static struct fasync_struct *key_async_queue;

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

static irqreturn_t keys_irq(int irq, void *dev_id)

{

    struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;

    unsigned int pinval;

    pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

    if(pinval)

    {

        keyvals = pindesc->key_val|0x80;

    }

    else

    {

        keyvals = pindesc->key_val;

    }

    ev_press = ;

    wake_up_interruptible(&button_waitq);

    kill_fasync (&key_async_queue, SIGIO, POLL_IN);

    return IRQ_HANDLED;

}

int key_open(struct inode *inode, struct file *fp)

{

    /*获取信号量*/

    down(&canopen);　　　　　　//如果设备已经被打开，那么程序将会一直停在这里知道信号量被释放。

    request_irq( IRQ_EINT0, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key2", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT2, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key3", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT11, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key4", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT19, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key5", &pins_desc[]);

    return ;

}

ssize_t key_read(struct file *fp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp){

    if(count != )

    {

        return -EINVAL;

    }

    wait_event_interruptible(button_waitq,ev_press);

    copy_to_user(buff,&keyvals,);

    ev_press = ;

    return ;

}

ssize_t key_write(struct file *fp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos){

}

int key_close(struct inode *inode, struct file *file)

{

    free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT11,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT19,&pins_desc[]);

    up(&canopen);

}

static unsigned int key_poll(struct file *file, struct poll_table_struct *wait)

{

    unsigned int mask = ;

    poll_wait(file, &button_waitq,wait);

    if(ev_press)

        mask |= POLLIN|POLLRDNORM;

    return mask;

}

static int key_fsync (int fd, struct file *filp, int on)

{

    printk("ok\n");

    return fasync_helper (fd, filp, on, &key_async_queue);

}

struct file_operations led_fops={

    .owner = THIS_MODULE,

    .open = key_open,

    .write  = key_write,

    .read   = key_read,

    .release = key_close,

    .poll = key_poll,

    .fasync = key_fsync,

};

int major;

static int key_init(void)

{

    major = register_chrdev( ,"key_drv", &led_fops );

    key_class = class_create(THIS_MODULE,"key_class");

    key_class_devs = class_device_create(key_class,NULL,MKDEV(major,),NULL,"my_keys");

    printk("key install Module\n");

    return ;

}

static void key_exit(void)

{

    unregister_chrdev( major, "key_drv" );

    class_device_unregister(key_class_devs);

    class_destroy(key_class);

    printk("key Module exit\n");

}

module_init(key_init);

module_exit(key_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

阻塞：分为阻塞和非阻塞

　　如何分辨阻塞和非阻塞呢？则需要在打开设备文件的时候传入一个参数

#include <linux/sched.h>

#include <linux/signal.h>

#include <linux/spinlock.h>

#include <linux/errno.h>

#include <linux/random.h>

#include <linux/poll.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/slab.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/mutex.h>

#include <linux/io.h>

#include <asm/irq.h>

#include <linux/irq.h>

#include <linux/fs.h>

#include <asm/arch/regs-gpio.h>

#include <linux/interrupt.h>

#include <linux/poll.h>

static struct class *key_class;     //创建类

static struct class_device *key_class_devs;   //创建类对应的设备

struct pin_desc{

    unsigned int pin;

    unsigned int key_val;

};

struct pin_desc pins_desc[] = {

    {S3C2410_GPF0,0X01},

    {S3C2410_GPF2,0X02},

    {S3C2410_GPG3,0X03},

    {S3C2410_GPG11,0X04},

};

unsigned char keyvals=;

static volatile int ev_press = ;

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

static struct fasync_struct *key_async_queue;

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

static irqreturn_t keys_irq(int irq, void *dev_id)

{

    struct pin_desc *pindesc = (struct pin_desc *)dev_id;

    unsigned int pinval;

    pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);

    if(pinval)

    {

        keyvals = pindesc->key_val|0x80;

    }

    else

    {

        keyvals = pindesc->key_val;

    }

    ev_press = ;

    wake_up_interruptible(&button_waitq);

    kill_fasync (&key_async_queue, SIGIO, POLL_IN);

    return IRQ_HANDLED;

}

int key_open(struct inode *inode, struct file *fp)

{

    /*获取信号量*/

    if( fp->f_flags & O_NONBLOCK )

    {

        if(down_trylock(&canopen))

            return -EBUSY;

    }

    else

    {

        down(&canopen);

    }

    request_irq( IRQ_EINT0, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key2", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT2, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key3", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT11, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key4", &pins_desc[]);

    request_irq( IRQ_EINT19, keys_irq, IRQT_BOTHEDGE, "key5", &pins_desc[]);

    return ;

}

ssize_t key_read(struct file *fp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp){

    if(fp->f_flags & O_NONBLOCK )

    {

        if(!ev_press)

            return -EAGAIN;

    }

    else

    {

        wait_event_interruptible(button_waitq,ev_press);

    }

    if(count != )

    {

        return -EINVAL;

    }

    copy_to_user(buff,&keyvals,);

    ev_press = ;

    return ;

}

ssize_t key_write(struct file *fp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos){

}

int key_close(struct inode *inode, struct file *file)

{

    free_irq(IRQ_EINT0,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT2,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT11,&pins_desc[]);

    free_irq(IRQ_EINT19,&pins_desc[]);

    up(&canopen);

}

static unsigned int key_poll(struct file *file, struct poll_table_struct *wait)

{

    unsigned int mask = ;

    poll_wait(file, &button_waitq,wait);

    if(ev_press)

        mask |= POLLIN|POLLRDNORM;

    return mask;

}

static int key_fsync (int fd, struct file *filp, int on)

{

    printk("ok\n");

    return fasync_helper (fd, filp, on, &key_async_queue);

}

struct file_operations led_fops={

    .owner = THIS_MODULE,

    .open = key_open,

    .write  = key_write,

    .read   = key_read,

    .release = key_close,

    .poll = key_poll,

    .fasync = key_fsync,

};

int major;

static int key_init(void)

{

    major = register_chrdev( ,"key_drv", &led_fops );

    key_class = class_create(THIS_MODULE,"key_class");

    key_class_devs = class_device_create(key_class,NULL,MKDEV(major,),NULL,"my_keys");

    printk("key install Module\n");

    return ;

}

static void key_exit(void)

{

    unregister_chrdev( major, "key_drv" );

    class_device_unregister(key_class_devs);

    class_destroy(key_class);

    printk("key Module exit\n");

}

module_init(key_init);

module_exit(key_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

阻塞测试文件：

#include <stdio.h>

#include <signal.h>

#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>

int fd;

static char key_val;

int main( int argc, char **argv )

{

    int oflags;

    fd = open("/dev/my_keys",O_RDWR|O_NONBLOCK);　　/* O_NONBLOCK为非阻塞*/

    if(fd<)

    {

        printf("open failed\n");

        return ;

    }

    while()

    {

        read(fd,&key_val,);

        printf("key_val:%d\n",key_val);

        sleep();

    }

    return ;

}

完

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