第一個驅動之字符設備驅動（三）按鍵查詢

總的來講這個驅動和以前的沒有太大差異，只是熟悉並複習一下以前的知識，好比裸機的按鍵查詢和前面的first_drv的構建過程：

Linux操做系統和驅動程序運行在內核空間，應用程序運行在用戶空間，二者不能簡單地使用指針傳遞數據，
由於Linux使用的虛擬內存機制

Code(可看備註回憶知識點):

 

#include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/init.h> #include <linux/delay.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/device.h>



static struct class *seconddrv_class; static struct class_device    *seconddrv_class_dev; volatile unsigned long *gpfcon; volatile unsigned long *gpfdat; volatile unsigned long *gpgcon; volatile unsigned long *gpgdat; static int second_drv_open(struct inode *inode, struct file *file) { /* 配置GPF0,2爲輸入引腳 */

    *gpfcon &= ~((0x3<<(0*2)) | (0x3<<(2*2))); /* 配置GPG3,11爲輸入引腳 */

    *gpgcon &= ~((0x3<<(3*2)) | (0x3<<(11*2))); return 0; } ssize_t second_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos) { /* 返回4個引腳的電平 */ unsigned char key_vals[4]; int regval; if (size != sizeof(key_vals)) return -EINVAL;//宏定義爲22，表明的是invalid argument



    /* 讀GPF0,2 */ regval = *gpfdat; key_vals[0] = (regval & (1<<0)) ? 1 : 0;//只想有1或者0兩種狀態值而採起的方法
 key_vals[1] = (regval & (1<<2)) ? 1 : 0; /* 讀GPG3,11 */ regval = *gpgdat; key_vals[2] = (regval & (1<<3)) ? 1 : 0; key_vals[3] = (regval & (1<<11)) ? 1 : 0; //copy_to_user(buf, key_vals, sizeof(key_vals));//從內核空間拷貝數據到用戶空間

    if(copy_to_user(buf, key_vals, sizeof(key_vals))) { return -EFAULT;//表示 bad address } return sizeof(key_vals); } static struct file_operations sencod_drv_fops = { .owner =   THIS_MODULE,    /* 這是一個宏，推向編譯模塊時自動建立的__this_module變量 */ .open = second_drv_open, .read = second_drv_read, }; int major; static int second_drv_init(void) { major = register_chrdev(0, "second_drv", &sencod_drv_fops);//註冊驅動
 seconddrv_class = class_create(THIS_MODULE, "second_drv");//建立類
 seconddrv_class_dev = class_device_create(seconddrv_class, NULL, MKDEV(major, 10), NULL, "buttons"); //建立設備/* /dev/buttons 主設備號系統自動分配，次設備號爲10 */
 gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);//物理地址重映射爲虛擬地址
 gpfdat = gpfcon + 1;//指針+1,這裏後移4byte
 gpgcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000060, 16); gpgdat = gpgcon + 1; return 0; } static void second_drv_exit(void) { unregister_chrdev(major, "second_drv");//卸載驅動
 class_device_unregister(seconddrv_class_dev);//取消設備註冊
 class_destroy(seconddrv_class);//清除類
 iounmap(gpfcon);//取消IO重映射
 iounmap(gpgcon); } module_init(second_drv_init);//驅動入口函數的修飾函數，該函數在do_initcalls()中被調用
 module_exit(second_drv_exit); MODULE_LICENSE("GPL");

 

剛開始編譯會有警告，說沒有檢查copy_to_user的返回值，這個函數若是成功返回的是0，失敗返回有多少個Bytes未完成copy。因此作了如上更改。

Makefile：

 

KERN_DIR =/home/book/Documents/linux-2.6.22.6 PWD := $(shell pwd) all: make -C $(KERN_DIR) M=$(PWD) modules clean: make -C $(KERN_DIR) M=$(PWD) modules clean rm -rf modules.order obj-m    += second_drv.o

 測試程序：

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



int main(int argc, char **argv) { int fd; unsigned char key_vals[4]; int count = 0; fd=open("/dev/buttons",O_RDWR); if(fd<0) { printf("can't open!\r\n"); } while (1) { read(fd, key_vals, sizeof(key_vals)); if (!key_vals[0] || !key_vals[1] || !key_vals[2] || !key_vals[3]) { printf("%04d key pressed: %d %d %d %d\n", count++, key_vals[0], key_vals[1], key_vals[2], key_vals[3]); } } return 0; }

加載驅動，查看系統自動分配的主設備號和咱們手動建立的次設備號10.

運行應用測試程序：

 

 

可見，咱們的輪詢按鍵的驅動函數正常工做了，此時在fs上輸入top指令，查看cpu佔有狀況：

 

由此能夠看出，應用程序second_test幾乎霸佔全部cpu資源，全部查詢方式太消耗cpu，通常不使用。

 原理圖：

 如下轉載於：http://blog.163.com/xinbuqianjin@126/blog/static/167563447201010221231507/

在Linux底下寫過driver模塊的對這個宏必定不會陌生。module_init宏在MODULE宏有沒有定義的狀況下展開的內容是不一樣的，若是這個宏沒有定義，基本上代表閣下的模塊是要編譯進內核的(obj-y)。 1.在MODULE沒有定義這種狀況下，module_init定義以下： #define module_init(x) __initcall(x); 由於 #define __initcall(fn)                            device_initcall(fn) #define device_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6) #define __define_initcall(level,fn,id) \ static initcall_t __initcall_##fn##id __used \ __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn 因此，module_init(x)最終展開爲： static initcall_t __initcall_##fn##id __used \ __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn 更直白點，假設閣下driver所對應的模塊的初始化函數爲int gpio_init(void)，那麼module_init(gpio_init)實際上等於: static initcall_t  __initcall_gpio_init_6 __used __attribute__((__section__(".initcall6.init"))) = gpio_init; 就是聲明一類型爲initcall_t（typedef int (*initcall_t)(void)）函數指針類型的變量__initcall_gpio_init_6並將gpio_init賦值與它。 這裏的函數指針變量聲明比較特殊的地方在於，將這個變量放在了一名爲".initcall6.init"節中。接下來結合vmlinux.lds中的 .initcall.init : AT(ADDR(.initcall.init) - (0xc0000000 -0x00000000)) {    __initcall_start = .;    *(.initcallearly.init) __early_initcall_end = .; *(.initcall0.init) *(.initcall0s.init) *(.initcall1.init) *(.initcall1s.init) *(.initcall2.init) *(.initcall2s.init) *(.initcall3.init) *(.initcall3s.init) *(.initcall4.init) *(.initcall4s.init) *(.initcall5.init) *(.initcall5s.init) *(.initcallrootfs.init) *(.initcall6.init) *(.initcall6s.init) *(.initcall7.init) *(.initcall7s.init)    __initcall_end = .;    } 以及do_initcalls： static void __init do_initcalls(void) { initcall_t *call; for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) do_one_initcall(*call); /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */ flush_scheduled_work(); } 那麼就不難理解閣下模塊中的module_init中的初始化函數什麼時候被調用了：在系統啓動過程當中start_kernel()->rest_init()->kernel_init()->do_basic_setup()->do_initcalls()。

 

 

2.在MODULE被定義的狀況下（大部分可動態加載的driver模塊都屬於此, obj-m），module_init定義以下：#define module_init(initfn) \static inline initcall_t __inittest(void) \{ return initfn; } \int init_module(void) __attribute__((alias(#initfn)));這段宏定義關鍵點是後面一句，經過alias將initfn變名爲init_module。前面那個__inittest的定義實際上是種技巧，用來對initfn進行某種靜態的類型檢查，若是閣下將模塊初始化函數定義成，好比，void gpio_init(void)或者是int gpio_init(int)，那麼在編譯時都會有相似下面的warning:GPIO/fsl-gpio.c: In function '__inittest':GPIO/fsl-gpio.c:46: warning: return from incompatible pointer type經過module_init將模塊初始化函數統一別名爲init_module，這樣之後insmod時候，在系統內部會調用sys_init_module（）去找到init_module函數的入口地址。若是objdump -t gpio.ko，就會發現init_module和gpio_init位於相同的地址偏移處。簡言之，這種狀況下模塊的初始化函數在insmod時候被調用。