手把手教你中断唤醒系统

时间：2022-04-11 02:25:07

手把手教你中断唤醒系统

在消费类电子中，功耗是很重要的，甚至项目后期一直在调功耗，看看哪里还可以再省电。由此就有了 Linux 电源管理子系统，该子系统包含很多方面：什么时候可以降帧、什么时候可以关掉其他 CPU core、系统运行时如果某外设很少用需要让它运行时休眠、系统休眠时要保证哪些外设可以唤醒系统。

博主今天要讨论的，就是一个按键如何唤醒系统，类似于手机的电源键。

这个功能并不是新功能，所以 Linux 内部有一个 demo 可以使用，先教大家如何使用该 demo，然后较大家如何撰写中断唤醒系统驱动。

官方 demo

demo 目录：/kernel4.14/drivers/input/keyboard/gpio_keys.c

该驱动是专门为按键准备的，是一个身经百战的驱动，任何时候测试按键中断或者中断唤醒系统都可以用它，很多时候比自己写的驱动靠谱。

要想使用该驱动，首先在该目录的 Makefile 中增加：

  1. obj-y += gpio_keys.o

设备树中增加：

  1. gpio-keys {
  2. compatible = "gpio-keys";
  3. #address-cells = <1>;
  4. #size-cells = <0>;
  5. autorepeat;
  6. key0 {
  7. label = "GPIO Key Enter";
  8. linux,code = ;
  9. gpios = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>;
  10. gpio-key,wakeup;
  11. };
  12. };

compatible 属性是 “gpio-keys”，gpio_keys.c 文件的674行会匹配这个属性，匹配到了该驱动就会运行。

linux,code 属性是按键值，Linux 对所有按键事件都有编号，所以KEY_ENTER 实际是一个数字，是驱动向上层报告的一个按键值。

gpios 属性是标明哪一个 GPIO 口，低电平触发，大家可以自己选一个 GPIO。

gpio-key,wakeup 是代表此GPIO支持中断唤醒，你也可以写成：wakeup-source。新老版本而已。

修改就是这么简单，不过语法要符合各位手中的开发板平台。然后编译出内核和设备树文件，下载到板子中。(Linux 内核根目录会有 .config 文件，确保 CONFIG_PM_SLEEP=y 有打开)

如果驱动加载成功，在 /proc/interrupts 中可以看到：

手把手教你中断唤醒系统

从左往右第一列是软件中断号(唯一)。

第二列是 CPU，表示该中断在该CPU上触发了多少次，多核会有多列。

第三列是中断控制器，imx6ull开发板根中断控制器是GPC，外部中断控制器是gpio-mxc，两者是级联关系。

第四列是硬件中断号，也就是GPIO口编号。

第五列表示该中断是边沿触发还是电平触发。

第六列是中断名称，可以找到一个 GPIO Key Enter，如果驱动加载成功就能看到，如果失败就看不到。

验证方法

在内核中,休眠方式有很多种,可以通过下面命令查看

  1. # cat /sys/power/state

常用的休眠方式有freeze、standby、mem、disk

freeze：冻结I/O设备,将它们置于低功耗状态,使处理器进入空闲状态,唤醒最快,耗电比其它standby, mem, disk方式高

standby：除了冻结I/O设备外,还会暂停系统,唤醒较快,耗电比其它 mem, disk方式高

mem：将运行状态数据存到内存,并关闭外设,进入等待模式,唤醒较慢,耗电比disk方式高

disk：将运行状态数据存到硬盘,然后关机,唤醒最慢

示例:

  1. # echo mem > /sys/power/state

系统进入睡眠后，基本都会停掉UI、停掉串口，串口无法操作，如图：

手把手教你中断唤醒系统

按下按键，系统恢复：

手把手教你中断唤醒系统

当然这里的 log 并不完整，输入 dmesg 可以看到完整 log：

手把手教你中断唤醒系统

PM：power manager

具体干了什么，图中有解释，分为 suspend 过程和 resume 过程。

其实一个中断让它支持唤醒系统，最主要是多了两个函数：suspend、resume。

suspend 函数在系统整体 suspend 的时候，会调用每个外设注册的 suspend，我们在这个函数中调用 enable_irq_wake，表示该中断在系统休眠时是 enable 状态。

resume 函数在系统整体 resume 的时候，会调用每个外设注册的 resume 函数，在 resume 函数中调用 disable_irq_wake ，表示该中断在系统运行时不需要。两者成对使用。

具体参看下面文章，写的很好：

http://www.wowotech.net/irq_subsystem/irq_handle_procedure.html

大家也可以研究一下 gpio_keys.c，该驱动看起来比较复杂，但是很完善，毕竟身经百战，什么因素都考虑到了，测试就用它!

博主写的 demo

博主下面给的是简化版，并且自测OK，分享给大家，以后如果需要可以copy

xxx.c

  1. #include
  2. #include
  3. #include
  4. #include
  5. #include
  6. #include
  7. #include
  8. #include
  9. #include
  10. #include
  11. #include
  12. #include
  13. #include
  14. #include
  15. #include
  16. #include of.h>
  17. #include
  18. #include
  19. #include
  20. #include
  21. #include
  23. static int gpionum = 0;
  24. static int irqnum = 0;
  26. static irqreturn_t my_handler(int irq, void *dev_id)
  27. {
  28. printk("%s\r\n",__FUNCTION__);
  29. return IRQ_HANDLED;
  30. }
  32. static int gpio_keys_probe(struct platform_device *pdev)
  33. {
  34. int ret = 0;
  35. struct device_node *node = NULL;; /* 设备节点*/
  37. node = of_find_compatible_node(NULL,NULL,"atkalpha-key");
  38. if (node == NULL){
  39. printk("%s:atkalpha-key node not find!\r\n",__FUNCTION__);
  40. return -EINVAL;
  41. }
  43. /* 提取 GPIO */
  44. gpionum = of_get_named_gpio(node,"key-gpio", 0);
  45. if (gpionum < 0) {
  46. printk("of_get_named_gpio can't get key\r\n");
  47. }
  49. /* 初始化 key 所使用的 IO，并且设置成中断模式 */
  50. gpio_request(gpionum, "key-gpio");
  51. gpio_direction_input(gpionum);
  53. irqnum = gpio_to_irq(gpionum);
  55. ret = request_irq(irqnum,my_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, "my-key", NULL);
  56. if(ret < 0){
  57. printk("irq %d request failed!\r\n", irqnum);
  58. return -EFAULT;
  59. }
  60. return 0;
  61. }
  64. static const struct of_device_id gpio_keys_of_match[] = {
  65. { .compatible = "atkalpha-key", },
  66. { },
  67. };
  68. MODULE_DEVICE_TABLE(of, gpio_keys_of_match);
  70. static int gpio_keys_remove(struct platform_device *pdev)
  71. {
  72. return 0;
  73. }
  75. static int gpio_keys_suspend(struct device *dev)
  76. {
  77. printk("%s\r\n",__FUNCTION__);
  78. enable_irq_wake(irqnum);
  79. return 0;
  80. }
  82. static int gpio_keys_resume(struct device *dev)
  83. {
  84. printk("%s\r\n",__FUNCTION__);
  85. disable_irq_wake(irqnum);
  86. return 0;
  87. }
  89. static SIMPLE_DEV_PM_OPS(gpio_keys_pm_ops, gpio_keys_suspend, gpio_keys_resume);
  91. static struct platform_driver gpio_keys_device_driver = {
  92. .probe = gpio_keys_probe,
  93. .remove = gpio_keys_remove,
  94. .driver = {
  95. .name = "my-key",
  96. .pm = &gpio_keys_pm_ops,
  97. .of_match_table = of_match_ptr(gpio_keys_of_match),
  98. }
  99. };
  101. static int __init gpio_keys_init(void)
  102. {
  103. return platform_driver_register(&gpio_keys_device_driver);
  104. }
  106. static void __exit gpio_keys_exit(void)
  107. {
  108. platform_driver_unregister(&gpio_keys_device_driver);
  109. }
  111. module_init(gpio_keys_init);
  112. module_exit(gpio_keys_exit);
  114. MODULE_LICENSE("GPL");
  115. MODULE_AUTHOR("Jason");
  116. MODULE_DESCRIPTION("Keyboard driver for GPIOs");
  117. MODULE_ALIAS("platform:gpio-keys");

xxx.dts

  1. key {
  2. #address-cells = <1>;
  3. #size-cells = <1>;
  4. compatible = "atkalpha-key";
  5. key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* KEY0 */
  6. interrupt-parent = <&gpio1>;
  7. interrupts = <18 irq_type_edge_both="">; /* FALLING RISING */
  8. gpio-key,wakeup;
  9. status = "okay";
  10. };

最后再总结一下：中断唤醒系统和普通的驱动区别在于，多了两个函数：suspend 和 resume，在 suspend 函数中，调用 enable_irq_wake，表示该中断号在系统休眠时也是 enable 状态，可以触发中断。在 resume 函数中，调用 disable_irq_wake ，恢复原始的中断触发路径。

然后使用 SIMPLE_DEV_PM_OPS 宏将 suspend 和 resume 函数注册到 gpio_keys_pm_ops 操作集，最终由 platform 注册到系统中。这样完成后，系统休眠过程中就会调用到设备注册的 suspend，系统唤醒过程中就会调用设备注册的 resume 函数。

至于 probe 函数的书写，我在 GPIO 子系统和中断子系统系列文章都讲过这些函数的使用，大家可以去我的网站查看：

http://www.linuxer.vip

note：该 demo 只用来唤醒系统，如果你的中断是在 I2C 等设备驱动中，唤醒系统后要立刻在中断处理函数中进行 I2C 通信，写法不太一样，但是框架相同。

另外，该驱动的中断处理函数中没做什么东西，因此唤醒后执行完中断处理函数后又会睡过去。如果你想要该中断唤醒系统后让系统一直处于唤醒状态，请在中断处理函数中使用 __pm_stay_awake() 和 __pm_relax()函数。

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/FooG30_Fr4svQcqbK9y_9g

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