分享一个中断输入设备驱动案例

今天来分享一下以前写一个中断输入设备驱动案例，希望对有需要的朋友能有所帮助。

背景介绍

在一个项目中，有这样一个需求：

主控芯片采用ZYNQ，需要采集外部一个脉冲编码输入信号，这个信号是一个脉冲波形，脉冲数量代表测量结果。比如这有可能是一个电机的霍尔信号输出，代表电机的转速，也有可能是一个光栅编码器的脉冲输出，是什么并不重要。

这个电路本身，利用光耦实现了输入测设备信号与采集端的电气隔离。由于PS端该Bank的电平为3.3V，所以光耦的另一侧也是3.3V。

ZYNQ的PS端运行Linux程序，所以在这个场景下，要从应用程序的角度将外部输入信号用起来，就需要实现这样一个设备驱动程序：

创建设备

在ZYNQ下，使用petalinux工具链，当然本文中对于写这个驱动程序本身换成其他的处理器从代码的角度是类似的。

1.先运行一下工具链环境变量脚本：

source/opt/pkg/petalinux/settings.sh

当然也可以不用手动这样运行，设置成linux开发主机开机自动运行，这里就不赘述怎么设置了，网上很多介绍。

2.创建设备

petalinux-create-t modules--name di-drv

这样在现有的工程下，就自动创建设备文件：

./project-spec/meta-user/recipes-modules/di-drv/files/di-drv.c

修改设备树

./project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi

中添加

/include/"system-conf.dtsi"/ { amba { pinctrl_di_default:di-default { mux { groups ="gpio0_0_grp"; function ="gpio0"; };conf{ pins ="MIO0"; io-standard = <1>;bias-high-impedance; slew-rate = <0>; }; }; };di{ compatible ="di-drv"; pinctrl-names ="default"; pinctrl-0 = <&pinctrl_di_default>;di-gpios = <&gpio0 0 0>; }; };

本文中，假定使用的IO引脚为PS_MIO0。

驱动代码

修改上面生成的代码di-drv.c

#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include/* 设备节点名称 */#defineDEVICE_NAME"di-drv"/* 设备号个数 */#defineDEVID_COUNT 1/* 驱动个数 */#defineDRIVE_COUNT 1/* 主设备号 */#defineMAJOR_U/* 次设备号 */#defineMINOR_U 0structdi_dev{/* 字符设备框架 */dev_tdevid;//设备号structcdevcdev;//字符设备structclass*class;//类structdevice*device;//设备structdevice_node*nd;//设备树的设备节点spinlock_tlock;//自旋锁变量intdi_gpio;//DI gpio号__u32 di_pulses;//DI counterunsignedintdi_irq;//DI 中断号};staticstructdi_devdi_char={ .cdev = { .owner = THIS_MODULE, }, };/* 中断服务函数 */staticirqreturn_tdi_handler(intirq,void*dev){ di_char.di_pulses++;returnIRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); }/* open函数实现, 对应到Linux系统调用函数的open函数 */staticintdi_drv_open(struct inode *inode_p, struct file *file_p){printk("di_drv module opened\n"); file_p->private_data = &di_char;return0; }/* read函数实现, 对应到Linux系统调用函数的read操作 */staticssize_tdi_drv_read(struct file *file_p,char__user *buf,size_tlen,loff_t*loff_t_p){unsignedlongflags;intret;unione_int_conv{__u8 buf[8]; __u32 di_raw; };/* 获取锁 */spin_lock_irqsave(&di_char.lock, flags);unione_int_convdi;di.di_raw.di = di_char.di_pulses; ret =copy_to_user(buf, di.buf,8);/* 释放锁 */spin_unlock_irqrestore(&di_char.lock, flags);returnret ? ret :4; }/* release函数实现, 对应到Linux系统调用函数的close函数 */staticintdi_drv_release(struct inode *inode_p, struct file *file_p){printk("di_drv module release\n");return0; }/* file_operations结构体声明 */staticstructfile_operationsdi_fops={ .owner = THIS_MODULE, .open = di_drv_open, .read = di_drv_read, .release = di_drv_release, };/* 模块加载时会调用的函数 */staticint__initdi_drv_init(void){ u32 ret =0;/* 初始化自旋锁 */spin_lock_init(&di_char.lock);/** gpio框架 **//* 获取设备节点 */di_char.nd =of_find_node_by_path("/di");if(di_char.nd ==NULL) {printk("di node not foundr\r\n");return-EINVAL; }/* 获取节点中gpio标号 */di_char.di_gpio =of_get_named_gpio(di_char.nd,"di-gpios",0);if(di_char.di_gpio <0) {printk("Failed to get di-gpios from device tree\r\n");return-EINVAL; }printk("di-gpio num = %d\r\n", di_char.di_gpio);/* 申请gpio标号对应的引脚 */ret =gpio_request(di_char.di_gpio,"di-drv");if(ret !=0) {printk("Failed to request di_gpio\r\n");return-EINVAL; }/* 把这个io设置为输入 */ret =gpio_direction_input(di_char.di_gpio);if(ret <0) {printk("Failed to set di_gpio as input\r\n");return-EINVAL; }/* 获取中断号 */di_char.di_irq =gpio_to_irq(di_char.di_gpio);printk("di_irq number is %d \r\n", di_char.di_irq);/* 申请中断 */ret =request_irq(di_char.di_irq, di_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,"di-drv",NULL);if(ret <0) {printk("di_irq %d request failed\r\n", di_char.di_irq);return-EFAULT; }/* 注册设备号 */alloc_chrdev_region(&di_char.devid, MINOR_U, DEVID_COUNT, DEVICE_NAME);/* 初始化字符设备结构体 */cdev_init(&di_char.cdev, &di_fops);/* 注册字符设备 */cdev_add(&di_char.cdev, di_char.devid, DRIVE_COUNT);/* 创建类 */di_char.class =class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);if(IS_ERR(di_char.class)) {returnPTR_ERR(di_char.class); }/* 创建设备节点 */di_char.device =device_create( di_char.class,NULL, di_char.devid,NULL, DEVICE_NAME );if(IS_ERR(di_char.device)) {returnPTR_ERR(di_char.device); } di_char.di_pulses =0;return0; }/* 卸载模块 */staticvoid__exitdi_drv_exit(void){/* 释放gpio */gpio_free(di_char.di_gpio);/* 释放中断 */free_irq(di_char.di_irq,NULL);/* 注销字符设备 */cdev_del(&di_char.cdev);/* 注销设备号 */unregister_chrdev_region(di_char.devid, DEVID_COUNT);/* 删除设备节点 */device_destroy(di_char.class, di_char.devid);/* 删除类 */class_destroy(di_char.class);printk("DI dev exit ok\n"); }/* 标记加载、卸载函数 */module_init(di_drv_init);module_exit(di_drv_exit);/* 驱动描述信息 */MODULE_AUTHOR("Embinn");MODULE_ALIAS("DI input");MODULE_DESCRIPTION("DIGITAL INPUT driver");MODULE_VERSION("v1.0");MODULE_LICENSE("GPL");