HDF驱动框架探路(七):imx6ull用内核线程实现中断效果驱动sr501 原创 精华

发布于 2021-12-27 14:35
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老规矩还是将最终希望跑出来的效果放出来。如下:
HDF驱动框架探路(七):imx6ull用内核线程实现中断效果驱动sr501-开源基础软件社区
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结合上图的线程和代码可以看出来是内核线程跑着监控gpio输出充当中断的功能

@TOC

1.前言

  • 在上一篇文章中,是因为imx6ull开发板本身的引脚带有中断功能,那么在一些不具备中断功能或者没办法使用中断功能的情况下,就需要想办法去解决这种问题,那么使用kthread内核线程就是一个可以选择的方法,这也是本文的目的。

2.框架图

2.1 驱动程序整体框架图

HDF驱动框架探路(七):imx6ull用内核线程实现中断效果驱动sr501-开源基础软件社区

2.2 本文内核线程充当中断框架

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3.内核线程概念

传统的Unix系统把一些重要的任务委托给周期性执行的进程,这些任务包括刷新磁盘高速缓存,交换出不用的页框,维护网络连接等等。事实上,以严格线性的方式执行这些任务的效率不高,如果把它们放在后台调度,不管是对它们的函数还是对终端用户进程都能得到较好的响应。因为一些系统进程只运行在内核态,所以现代操作系统把它们的函数委托给内核线程,内核线程不受不必要的用户态上下文的拖累。在Linux中,内核线程在以下几方面不同于普通进程:

  • 内核线程只运行在内核态,而普通进程既可以运行在内核态,也可以运行在用户态。
  • 因为内核进程只运行在内核态,它们只使用大于PAGE_OFFSET的线性地址空间。另一方面,不管在用户态还是在内核态,普通进程可以用4GB的线性地址空间。

4.驱动程序

4.1 kthread充当中断思路

  • 在上一篇文章中是用到了硬件本身自带的中断功能,我们在probe函数中注册了中断,然后当中断发生的时候,就去把链表中的进程唤醒。
  • 对照中断的思路,我们在probe函数中起了一个kthread线程,然后在kthread_func中去一直不断的去读取gpio的值,如果监测到gpio的值发生了变化,然后去把链表中的进程唤醒。

4.2 具体代码

#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.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <asm/current.h>
#include <linux/kthread.h>

struct task_struct *task;
static int major;
static struct class *sr501_class;
static struct gpio_desc *sr501_gpio;
static int sr501_data = 0;  
static wait_queue_head_t sr501_wq;
struct task_struct *sr501_kthread;

/* 实现对应的read函数,填入file_operations结构体 */
static ssize_t sr501_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int len = (size < 4)? size : 4;
	wait_event_interruptible(sr501_wq, sr501_data);
	printk("copy_to_user %s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	copy_to_user(buf, &sr501_data, len);
	sr501_data = 0;

	return len;
}

/* 定义file_operations结构体 */
static struct file_operations sr501_fops = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.read    = sr501_drv_read,
};

static int sr501_thread_func(void *data)
{
	int val;
	int pre = -1;
	while(1)
	{
		val = gpiod_get_value(sr501_gpio);
		if (pre != val)
		{	
			printk("%s %s line %d val = %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, val);
			sr501_data = 0x80 | val;
			wake_up(&sr501_wq);
			pre = val;
		}
		set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
		schedule_timeout(HZ);
		if(kthread_should_stop()) {
			set_current_state(TASK_RUNNING);
			break;
		}
	}

	return 0;
}

static int sr501_probe(struct platform_device *pdev)
{
	/* 获得硬件信息 */
	sr501_gpio = gpiod_get(&pdev->dev, NULL, 0);
	gpiod_direction_input(sr501_gpio);

	sr501_kthread = kthread_run(sr501_thread_func, NULL, "sr501d");

	/* 注册file_operations */
	major = register_chrdev(0, "sr501", &sr501_fops);  

	sr501_class = class_create(THIS_MODULE, "sr501_class");
	if (IS_ERR(sr501_class)) {
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "sr501");
		return PTR_ERR(sr501_class);
	}
	/* device_create */
	device_create(sr501_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "sr501");

	return 0;
}

static int sr501_remove(struct platform_device *pdev)
{
	device_destroy(sr501_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(sr501_class);
	unregister_chrdev(major, "sr501");

	return 0;
}

static const struct of_device_id qzk_sr501[] = {
    { .compatible = "qzk,sr501" },
    { },
};

/* 定义platform_driver */
static struct platform_driver sr501s_driver = {
    .probe      = sr501_probe,
    .remove     = sr501_remove,
    .driver     = {
        .name   = "qzk_sr501",
        .of_match_table = qzk_sr501,
    },
};

/* 在入口函数注册platform_driver */
static int __init sr501_init(void)
{
    int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	init_waitqueue_head(&sr501_wq);
    err = platform_driver_register(&sr501s_driver); 
	
	return err;
}

static void __exit sr501_exit(void)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	kthread_stop(sr501_kthread);
    platform_driver_unregister(&sr501s_driver);
	return;
}

module_init(sr501_init);
module_exit(sr501_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

4.应用侧测试程序

与上一篇文章《HDF驱动框架探路(六):linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器》中的第3节应用侧测试程序相同,点击进入

5.修改设备树

与上一篇文章《HDF驱动框架探路(六):linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器》中的第2节修改设备树相同,点击进入

6.编译

与上一篇文章《HDF驱动框架探路(六):linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器》中的第4节编译,点击进入

7.上述所有代码都已上传:git@gitee.com:forQinzhikai/imx6ullpro.git

代码存放路径为:codelab/sr501/bus_kthread/

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已于2021-12-27 14:35:54修改
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