APP读取按键的4种方法
跟上述生活场景类似,APP去读取按键也有4种方法:
① 查询方式
② 休眠-唤醒方式
③ poll方式
④ 异步通知方式
第2、3、4种方法,都涉及中断服务程序。
查询方式
这种方法最简单:
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。APP调用read时,导致驱动中对应的read函数被调用,它读取寄存器,把引脚状态直接返回给APP。
休眠-唤醒方式
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)。
休眠-唤醒方式
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)。
poll方式
上面的休眠-唤醒方式有个缺点:如果用户一直没操作按键,那么APP就会永远休眠。
我们可以给APP定个闹钟,这就是poll方式。
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,poll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poll或select函数,意图是“查询”是否有数据,这2个函数都可以指定一个超时时间,即在这段时间内没有数据的话就返回错误。这会导致驱动中对应的poll函数被调用,如果有按键数据则直接返回给APP;否则APP在内核态休眠一段时间。
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。
如果用户没按下按键,但是超时时间到了,内核也会唤醒APP。
所以APP被唤醒有2种原因:用户操作了按键,超时。被唤醒的APP在内核态继续运行,即继续执行驱动代码,把“状态”返回给APP(的用户空间)。
APP得到poll/select函数的返回结果后,如果确认是有数据的,则再调用read函数,这会导致驱动中的read函数被调用,这时驱动程序中含有数据,会直接返回数据。
异步通知方式
异步通知的原理:发信号
异步通知的实现原理是:内核给APP发信号。信号有很多种,这里发的是SIGIO。
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,fasync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给信号SIGIO注册自己的处理函数:my_signal_fun。
APP调用fcntl函数,把驱动程序的flag改为FASYNC,这会导致驱动程序的fasync函数被调用,它只是简单记录进程PID。
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,然后给进程PID发送SIGIO信号。
APP收到信号后会被打断,先执行信号处理函数:在信号处理函数中可以去调用read函数读取按键值。
信号处理函数返回后,APP会继续执行原先被打断的代码。