手把手教你寫Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)---定時(shí)器(一)(基于友善之臂4412開發(fā)板)

這個(gè)專題我們來說下Linux中的定時(shí)器。

在Linux內(nèi)核中，有這樣的一個(gè)定時(shí)器，叫做內(nèi)核定時(shí)器，內(nèi)核定時(shí)器用于控制某個(gè)函數(shù)，也就是定時(shí)器將要處理的函數(shù)在未來的某個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行。內(nèi)核定時(shí)器注冊(cè)的處理函數(shù)只執(zhí)行一次，即不是循環(huán)執(zhí)行的。

如果對(duì)延遲的精度要求不高的話，最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法如下---忙等待：

Unsigned long  j = jiffies + jit_delay * HZ;

While(jiffies  <  j)

{

         ……

}

下面來說下具體的參數(shù)代表的含義:

jiffies：全局變量，用來記錄自系統(tǒng)啟動(dòng)以來產(chǎn)生的節(jié)拍總數(shù)。啟動(dòng)時(shí)內(nèi)核將該變量初始化為0；

此后每次時(shí)鐘中斷處理程序增加該變量的值。每一秒鐘中斷次數(shù)HZ，jiffies一秒內(nèi)增加HZ。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間 = jiffie/HZ.

jiffies用途：計(jì)算流逝時(shí)間和時(shí)間管理

jiffies內(nèi)部表示：

extern u64 jiffies_64;

extern unsigned long volatilejiffies;     //位長(zhǎng)更系統(tǒng)有關(guān)32/64---->

|

|

32位：497天后溢出

64位：……

在定時(shí)器中有這樣一個(gè)概念，度量時(shí)間差：

時(shí)鐘中斷由系統(tǒng)的定時(shí)硬件以周期性的時(shí)間間隔產(chǎn)生，這個(gè)間隔說白了其實(shí)就是頻率由內(nèi)核根據(jù)HZ來確定，HZ是一個(gè)與體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的常數(shù)，可以配置為(50-1200),在X86平臺(tái)，它的值被默認(rèn)為1000 ;

定時(shí)器在內(nèi)核中相關(guān)的頭文件以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：

#include <linux/timer.h>  /*timer*/
#include <asm/uaccess.h>  /*jiffies*/

struct timer_list {

/*

* All fields that change during normal runtime grouped to the

* same cacheline

*/

//定時(shí)器可以作為鏈表的一個(gè)節(jié)點(diǎn)

struct list_head entry;

//定時(shí)值基于jiffies

unsigned long expires;

//定時(shí)器內(nèi)部值

struct tvec_base *base;

//定時(shí)器處理函數(shù)

void (*function)(unsigned long);

//定時(shí)器處理函數(shù)參數(shù)

unsigned long data;

int slack;

#ifdef CONFIG_TIMER_STATS

int start_pid;

void *start_site;

char start_comm[16];

#endif

#ifdef CONFIG_LOCKDEP

struct lockdep_map lockdep_map;

#endif

};

定時(shí)器最基本的使用方法可以使用下面這兩個(gè)個(gè)內(nèi)核提供的宏：

//初始化定時(shí)器
#define init_timer(timer)\
init_timer_key((timer), NULL, NULL)
//注冊(cè)一個(gè)定時(shí)器
#define setup_timer(timer, fn, data)\
setup_timer_key((timer), NULL, NULL, (fn), (data))

還有以下兩個(gè)函數(shù):

添加一個(gè)定時(shí)器
void add_timer(struct timer_list *timer)

刪除一個(gè)定時(shí)器

int del_timer(struct timer_list *timer)

那么寫一個(gè)定時(shí)器的具體步驟是什么？
1、初始化內(nèi)核定時(shí)器
2、設(shè)置定時(shí)器執(zhí)行函數(shù)的參數(shù)(可有可無(wú))
3、設(shè)置定時(shí)時(shí)間
4、設(shè)置定時(shí)器函數(shù)
5、啟動(dòng)定時(shí)器

接下來，我們結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)來了解這個(gè)過程,這個(gè)驅(qū)動(dòng)非常簡(jiǎn)單，就是開機(jī)后，5s鐘后，開發(fā)板上的蜂鳴器就會(huì)每隔1s鐘交替響。

先來看看開發(fā)板的蜂鳴器的原理圖:

(1)蜂鳴器接口位于電路板的底板,看電路圖可知道是高電平有效。

 (2)相對(duì)應(yīng)的找到核心板的接口。由此可知，我們的蜂鳴器是GPD0_0

  接下來找數(shù)據(jù)手冊(cè)，找到對(duì)應(yīng)的寄存器，然后配置它就可以了。

  2、查數(shù)據(jù)手冊(cè)，找到相關(guān)的寄存器，并配置

(1)找到GPD0CON,地址是0x114000A0,我們需要配置GPD0CON(0)為輸出狀態(tài)。也就是寫0x1這個(gè)值到這個(gè)寄存器。

 

(2)找到GPD0DAT這個(gè)寄存器，用于配置蜂鳴器的高低電平,物理地址是0x114000A4,剛好與上一個(gè)差4個(gè)字節(jié)的偏移

我們只要對(duì)這個(gè)寄存器寫1和寫0，那么蜂鳴器就可以叫起來了，哈哈。是不是很簡(jiǎn)單?

整個(gè)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)代碼如下：

#include <linux/module.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/platform_device.h>

#include <linux/fb.h>

#include <linux/backlight.h>

#include <linux/err.h>

#include <linux/pwm.h>

#include <linux/slab.h>

#include <linux/miscdevice.h>

#include <linux/delay.h>

#include <linux/gpio.h>

#include <mach/gpio.h>

#include <plat/gpio-cfg.h>

#include <linux/timer.h>  /*timer*/

#include <asm/uaccess.h>  /*jiffies*/

#include <linux/delay.h>

//設(shè)備名稱

#define DEVICE_NAME "Bell"

//設(shè)備GPIO引腳

#define BUZZER_GPIO EXYNOS4_GPD0(0)

//定義一個(gè)定時(shí)器鏈表

struct timer_list timer;

static void Bell_init()

{

//1、請(qǐng)求gpio，相當(dāng)于注冊(cè)gpio

gpio_request(BUZZER_GPIO,DEVICE_NAME);

//2、調(diào)用板級(jí)驅(qū)動(dòng)的函數(shù)，將gpio配置成輸出狀態(tài)

s3c_gpio_cfgpin(BUZZER_GPIO, S3C_GPIO_OUTPUT);

        //3、設(shè)置gpio為0，表示低電平，蜂鳴器高電平就會(huì)響

gpio_set_value(BUZZER_GPIO,0);

}

void timer_function(unsigned long value)

{

while(value)

{

//設(shè)置gpio為1，表示高電平，蜂鳴器高電平就會(huì)響

gpio_set_value(BUZZER_GPIO,1);

printk("BUZZER ON\n");

mdelay(1000);

//設(shè)置gpio為0，表示低電平，蜂鳴器高電平就會(huì)響

gpio_set_value(BUZZER_GPIO,0);

printk("BUZZER OFF\n");

mdelay(1000);

}

}

static int __init tiny4412_Bell_init(void) 

{

    //bell init

    Bell_init();

    //初始化內(nèi)核定時(shí)器

    init_timer(&timer); 

    //給執(zhí)行的函數(shù)傳參

    timer.data= 1;

    //當(dāng)前jiffies的值加上5秒鐘之后

    timer.expires= jiffies + (5 * HZ);

    //如果超時(shí)了就執(zhí)行這個(gè)函數(shù)

    timer.function= timer_function;

    //啟動(dòng)定時(shí)器

    add_timer(&timer);                    

    return 0 ;

}

static void __exit tiny4412_Bell_exit(void) 

{

    //釋放gpio

    gpio_free(BUZZER_GPIO);

    //刪除注冊(cè)的定時(shí)器

    del_timer(&timer);

}

module_init(tiny4412_Bell_init);

module_exit(tiny4412_Bell_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("YYX");

MODULE_DESCRIPTION("Exynos4 BELL Driver");

接下來，開啟我們開發(fā)板串口，觀察運(yùn)行結(jié)果:

果然，定時(shí)器在開發(fā)板啟動(dòng)后的若干時(shí)間后，就周而復(fù)始的去打開和關(guān)閉我們板子上的蜂鳴器了。