手把手教你写Linux设备驱动---定时器(一)(基于友善之臂4412开发板)

简介: 手把手教你写Linux设备驱动---定时器(一)(基于友善之臂4412开发板)

这个专题我们来说下Linux中的定时器。


Linux内核中,有这样的一个定时器,叫做内核定时器,内核定时器用于控制某个函数,也就是定时器将要处理的函数在未来的某个特定的时间内执行。内核定时器注册的处理函数只执行一次,即不是循环执行的。

如果对延迟的精度要求不高的话,最简单的实现方法如下---忙等待:

Unsigned long  j = jiffies + jit_delay * HZ;
While(jiffies  <  j)
{
         ……
}

下面来说下具体的参数代表的含义:

jiffies:全局变量,用来记录自系统启动以来产生的节拍总数。启动时内核将该变量初始化为0

此后每次时钟中断处理程序增加该变量的值。每一秒钟中断次数HZjiffies一秒内增加HZ。系统运行时间 = jiffie/HZ.

jiffies用途:计算流逝时间和时间管理

jiffies内部表示:

extern u64 jiffies_64;
extern unsigned long volatilejiffies;     //位长更系统有关32/64---->
|
|

32位:497天后溢出

64位:……

在定时器中有这样一个概念,度量时间差:

时钟中断由系统的定时硬件以周期性的时间间隔产生,这个间隔说白了其实就是频率由内核根据HZ来确定,HZ是一个与体系结构无关的常数,可以配置为(50-1200),X86平台,它的值被默认为1000 ;

定时器在内核中相关的头文件以及数据结构如下:

#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
   */
   //定时器可以作为链表的一个节点
  struct list_head entry;
  //定时值基于jiffies
  unsigned long expires;
  //定时器内部值
  struct tvec_base *base;
  //定时器处理函数
  void (*function)(unsigned long);
   //定时器处理函数参数
  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
};

定时器最基本的使用方法可以使用下面这两个个内核提供的宏:

//初始化定时器
#define init_timer(timer)\
  init_timer_key((timer), NULL, NULL)
//注册一个定时器
#define setup_timer(timer, fn, data)\
  setup_timer_key((timer), NULL, NULL, (fn), (data))

还有以下两个函数:


添加一个定时器

void add_timer(struct timer_list *timer)

删除一个定时器

int del_timer(struct timer_list *timer)

那么写一个定时器的具体步骤是什么?
1、初始化内核定时器
2、设置定时器执行函数的参数(可有可无)
3、设置定时时间
4、设置定时器函数
5、启动定时器


接下来,我们结合一个简单的驱动来了解这个过程,这个驱动非常简单,就是开机后,5s钟后,开发板上的蜂鸣器就会每隔1s钟交替响。

先来看看开发板的蜂鸣器的原理图:


(1)蜂鸣器接口位于电路板的底板,看电路图可知道是高电平有效。

640.png

(2)相对应的找到核心板的接口。由此可知,我们的蜂鸣器是GPD0_0

640.jpg

接下来找数据手册,找到对应的寄存器,然后配置它就可以了。

 2、查数据手册,找到相关的寄存器,并配置0.gif

(1)找到GPD0CON,地址是0x114000A0,我们需要配置GPD0CON(0)为输出状态。也就是写0x1这个值到这个寄存器。

640.jpg

(2)找到GPD0DAT这个寄存器,用于配置蜂鸣器的高低电平,物理地址是0x114000A4,刚好与上一个差4个字节的偏移

我们只要对这个寄存器写1和写0,那么蜂鸣器就可以叫起来了,哈哈。是不是很简单?0.gif

640.jpg

整个简单的驱动代码如下:

#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>
//设备名称
#define DEVICE_NAME       "Bell"
//设备GPIO引脚
#define BUZZER_GPIO     EXYNOS4_GPD0(0)
//定义一个定时器链表
struct timer_list timer;
static void Bell_init()
{
  //1、请求gpio,相当于注册gpio
  gpio_request(BUZZER_GPIO,DEVICE_NAME);
  //2、调用板级驱动的函数,将gpio配置成输出状态
  s3c_gpio_cfgpin(BUZZER_GPIO, S3C_GPIO_OUTPUT);
        //3、设置gpio为0,表示低电平,蜂鸣器高电平就会响
  gpio_set_value(BUZZER_GPIO,0);
}
void timer_function(unsigned long value)
{
  while(value)  
  {
    //设置gpio为1,表示高电平,蜂鸣器高电平就会响
    gpio_set_value(BUZZER_GPIO,1);
    printk("BUZZER ON\n");
    mdelay(1000);
    //设置gpio为0,表示低电平,蜂鸣器高电平就会响
    gpio_set_value(BUZZER_GPIO,0);
    printk("BUZZER OFF\n");
    mdelay(1000);
  }
}
static int __init tiny4412_Bell_init(void) 
{
    //bell init
    Bell_init();  
    //初始化内核定时器
    init_timer(&timer); 
    //给执行的函数传参  
    timer.data= 1;
    //当前jiffies的值加上5秒钟之后  
    timer.expires= jiffies + (5 * HZ);
    //如果超时了就执行这个函数
    timer.function= timer_function;
    //启动定时器
    add_timer(&timer);                        
    return 0 ;
}
static void __exit tiny4412_Bell_exit(void) 
{
    //释放gpio
    gpio_free(BUZZER_GPIO);
    //删除注册的定时器
    del_timer(&timer);
}
module_init(tiny4412_Bell_init);
module_exit(tiny4412_Bell_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("YYX");
MODULE_DESCRIPTION("Exynos4 BELL Driver");

接下来,开启我们开发板串口,观察运行结果:

果然,定时器在开发板启动后的若干时间后,就周而复始的去打开和关闭我们板子上的蜂鸣器了。

640.png

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