编程思路

设备树相关

    创建节点：

        gpio_keys{
            compatible = "gpio_key";                 
            gpios = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_HIGH
                     &gpio4 14 GPIO_ACTIVE_HIGH>;   //引用GPIO子系统
            pinctrl-names = "default";
            pinctrl-0 = <&key1_pinctrl
                         &key2_pinctrl>;        // 引用Pinctrl子系统
        };

驱动程序相关

    首先要获得中断号

    然后编写中断处理函数；他会记录按键数据，并唤醒休眠中的APP。

    最后request_irq。在open函数中注册中断服务程序

整体思路

驱动程序中构造、注册一个file_operations结构体，里面提供有对应的open,read函数。

APP调用open时，导致驱动中对应的open函数被调用，在里面配置GPIO为输入引脚；并且注册GPIO的中断处理函数。

APP调用read时，导致驱动中对应的read函数被调用，如果有按键数据则直接返回给APP；否则APP在内核态休眠。

当用户按下按键时，GPIO中断被触发，导致驱动程序之前注册的中断服务程序被执行。它会记录按键数据，并唤醒休眠中的

APP。

APP被唤醒后继续在内核态运行，即继续执行驱动代码，把按键数据返回给APP(的用户空间)。

驱动中有数据时，下图中红线就是APP1的执行过程，涉及用户态、内核态：

驱动中没有数据时，APP1在内核态执行到drv_read时会休眠。所谓休眠就是把自己的状态改为非RUNNING，这样内核的调度

器就不会让它运行。当按下按键，驱动程序中的中断服务程序被调用，它会记录数据，并唤醒APP1。所以唤醒就是把程序

的状态改为RUNNING，这样内核的调度器有合适的时间就会让它运行。当APP1再次运行时，就会继续执行drv_read中剩下的

代码，把数据复制回用户空间，返回用户空间。APP1的执行过程如下图的红色实线所示，它被分成了2段：

值得注意的是，上面2个图中红线部分都属于APP1的“上下文”，或者这样说：红线所涉及的代码，都是APP1调用的。但是按

键的中断服务程序，不属于APP1的“上下文”，这是突如其来的，当中断发生时，APP1正在休眠呢。

在APP1的“上下文”，也就是在APP1的执行过程中，它是可以休眠的。

在中断的处理过程中，也就是gpio_key_irq的执行过程中，它不能休眠：“中断”怎么能休眠？“中断”休眠了，谁来调度其

他APP啊？

所以，请记住：在中断处理函数中，不能休眠，也就不能调用会导致休眠的函数。

相关函数

中断注册方法：

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

参数：

    irq是要申请的硬件中断号。

    handler是向系统注册的中断处理函数，是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，dev_id参数将被传递给它

    irqflags是中断处理的属性，

    devname设置中断名称，通常是设备驱动程序的名称  在cat /proc/interrupts中可以看到此名称。

    dev_id在中断共享时会用到，一般设置为这个设备的设备结构体或者NULL。

返回值

    返回0表示成功

    返回-INVAL表示中断号无效或处理函数指针为NULL

    返回-EBUSY表示中断已经被占用且不能共享


wait_event_interruptible(wq, condition):使他们的调用进程在等待队列上睡眠，直到满足给定条件为止

参数：

    wq：等待队列

    condition：当是0时候进程进入休眠，是1的时候继续往下运行

wake_up_interruptible(wq)： 唤醒等待队列中的进程，并把它们的状态设置为TASK_RUNNING

    wq：等待队列

按键中断实现

要休眠的线程，放在wq队列里，中断处理函数从wq队列里把它取出来唤醒。

所以，我们要做这几件事：

    初始化wq队列

    在驱动的read函数中，调用wait_event_interruptible：它本身会判断event是否为FALSE，如果为FASLE表示无数据，

    则休眠。当从wait_event_interruptible返回后，把数据复制回用户空间。

    在中断服务程序里：设置event为TRUE，并调用wake_up_interruptible唤醒线程。


button_drv.c

#include <linux/module.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>


struct gpio_key{
    int gpio;
    struct gpio_desc *gpiod;
    int flag;
    int irq;
} ;

static struct gpio_key *gpio_keys_100ask;

/* 主设备号                                                                 */
static int major = 0;
static struct class *gpio_key_class;

static int g_key = 0;

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_key_wait);

/* 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体                   */
static ssize_t gpio_key_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
    //printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
    int err;

    wait_event_interruptible(gpio_key_wait, g_key);
    err = copy_to_user(buf, &g_key, 4);
    g_key = 0;

    return 4;
}


/* 定义自己的file_operations结构体                                              */
static struct file_operations gpio_key_drv = {
    .owner   = THIS_MODULE,
    .read    = gpio_key_drv_read,
};


static irqreturn_t gpio_key_isr(int irq, void *dev_id)
{
    struct gpio_key *gpio_key = dev_id;
    int val;
    val = gpiod_get_value(gpio_key->gpiod);


    printk("key %d %d\n", gpio_key->gpio, val);
    g_key = (gpio_key->gpio << 8) | val;
    wake_up_interruptible(&gpio_key_wait);

    return IRQ_HANDLED;
}

/* 1. 从platform_device获得GPIO
 * 2. gpio=>irq
 * 3. request_irq
 */
static int gpio_key_probe(struct platform_device *pdev)
{
    int err;
    struct device_node *node = pdev->dev.of_node;
    int count;
    int i;
    enum of_gpio_flags flag;

    printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

    count = of_gpio_count(node);
    if (!count)
    {
        printk("%s %s line %d, there isn't any gpio available\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
        return -1;
    }

    gpio_keys_100ask = kzalloc(sizeof(struct gpio_key) * count, GFP_KERNEL);
    for (i = 0; i < count; i++)
    {
        gpio_keys_100ask[i].gpio = of_get_gpio_flags(node, i, &flag);
        if (gpio_keys_100ask[i].gpio < 0)
        {
            printk("%s %s line %d, of_get_gpio_flags fail\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
            return -1;
        }
        gpio_keys_100ask[i].gpiod = gpio_to_desc(gpio_keys_100ask[i].gpio);
        gpio_keys_100ask[i].flag = flag & OF_GPIO_ACTIVE_LOW;
        gpio_keys_100ask[i].irq  = gpio_to_irq(gpio_keys_100ask[i].gpio);
    }

    for (i = 0; i < count; i++)
    {
        err = request_irq(gpio_keys_100ask[i].irq, gpio_key_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, "100ask_gpio_key", &gpio_keys_100ask[i]);
    }

    /* 注册file_operations    */
    major = register_chrdev(0, "100ask_gpio_key", &gpio_key_drv);  /* /dev/100ask_gpio_key */

    gpio_key_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_gpio_key_class");
    if (IS_ERR(gpio_key_class)) {
        printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
        unregister_chrdev(major, "100ask_gpio_key");
        return PTR_ERR(gpio_key_class);
    }

    device_create(gpio_key_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "100ask_gpio_key"); /* /dev/100ask_gpio_key */

    return 0;

}

static int gpio_key_remove(struct platform_device *pdev)
{
    //int err;
    struct device_node *node = pdev->dev.of_node;
    int count;
    int i;

    device_destroy(gpio_key_class, MKDEV(major, 0));
    class_destroy(gpio_key_class);
    unregister_chrdev(major, "100ask_gpio_key");

    count = of_gpio_count(node);
    for (i = 0; i < count; i++)
    {
        free_irq(gpio_keys_100ask[i].irq, &gpio_keys_100ask[i]);
    }
    kfree(gpio_keys_100ask);
    return 0;
}


static const struct of_device_id ask100_keys[] = {
    { .compatible = "100ask,gpio_key" },
    { },
};

/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver gpio_keys_driver = {
    .probe      = gpio_key_probe,
    .remove     = gpio_key_remove,
    .driver     = {
        .name   = "100ask_gpio_key",
        .of_match_table = ask100_keys,
    },
};

/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init gpio_key_init(void)
{
    int err;

    printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

    err = platform_driver_register(&gpio_keys_driver); 

    return err;
}

/* 3. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数
 *     卸载platform_driver
 */
static void __exit gpio_key_exit(void)
{
    printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

    platform_driver_unregister(&gpio_keys_driver);
}


/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */

module_init(gpio_key_init);
module_exit(gpio_key_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");