基于Tiny4412的Linux按键输入子系统驱动的实现（一）

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-06-17 05:11 1224阅读 0赞

**本文主要包含的章节：**  
    一、前期的准备工作  
    二、Linux输入子系统的简单介绍  
    三、基于输入子系统的按键驱动的实现

**一、前期的准备工作  
    1、基本的开发环境**  
          交叉开发环境  ： Ubuntu12.04  
          Linux内核版本  ： Linux-3.0.86  
          GUI系统  ： Qtopia2.2.0  
          开发板  ： 友善之臂的Tiny4412（Cortex-A9）  
     **2、内核的配置**  
         由于默认的内核在初始化时已经将按键对应的GPIO口添加到平台设备当中，每当内核启动的时候这几个按键都会自动去请求中断，导致中断被占用。所以在编写自己的按键输入子系统驱动之前，要注释掉这个平台设备。  
         这个平台设备对应的代码在内核中位置是：arch\\arm\\mach-exynos\\mach-tiny4412.c，对应的行数为 ：2968，代码如下所示：

static struct platform_device tiny4412_input_device = {
    	.name	= GPIO_EVENT_DEV_NAME,
    	.id		= 0,
    	.dev	= {
    		.platform_data = &tiny4412_input_data,
    	},
    };

对这个文件进行修改，将 mach-tiny4412.c的3315行注释掉即可。

**二、Linux输入子系统的简单介绍  
        1、输入子系统**  
        常见的输入设备有按键、键盘、鼠标、触摸屏等，它们的工作原理虽然都各不相同，但是工作机制却是相似的。一般来讲都是通过触发中断，然后让CPU来读取键值、坐标值等。显然，在这些工作中，只有中断、读键值、坐标值等是设备相关的，而输入事件的缓冲区管理以及字符设备驱动的VFS（Virtual File System）接口对输入设备是通用的。所以，内核把这些输入事件相似的地方给抽象了出来，设计出了输入子系统。  
        **2、核心函数**  
       核心函数在内核的位置：drivers\\input\\input.c 和 include\\linux\\input.h  
       2.1 分配、释放一个输入设备

struct input_dev *input_allocate_device(void)
    void input_free_device(struct input_dev *dev)

2.2 注册、注销输入设备

int input_register_device(struct input_dev *dev)
    void input_unregister_device(struct input_dev *dev)

2.3 报告输入事件的接口

void input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
    /* 报告键值 */
    static inline void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
    /* 报告相对坐标 */
    static inline void input_report_rel(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
    /* 报告绝对坐标 */
    static inline void input_report_abs(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
    /* 报告同步事件 */
    static inline void input_sync(struct input_dev *dev)

**3、输入子系统驱动的一般编写步骤**  
           a、分配一个input\_dev结构体  
           b、设置input\_dev结构体  ：  支持哪类事件， 支持该类事件中的那些事件  
           c、注册input\_dev结构体  
           d、硬件相关的操作  ： 中断申请，定时器的设置等  
  
**三、基于输入子系统的按键驱动的实现  
     3.1 Tiny4412开发板上的按键电路原理图**  
![Center][]  
      通过对原理图进行分析，可以看出当按键松开的时候IO口对应的是高电平，当按键按下的时候对应的是低电平。按键对应的GPIO是 ：          
       \* XEINT26----GPX3\_2

\* XEINT27----GPX3\_3

\* XEINT28----GPX3\_4

\* XEINT29----GPX3\_5  
       如下图所示：  
![Center 1][]

**  3.2 按键输入子系统驱动的编写**  
        3.2.1 分配一个名为buttons\_dev的input\_dev结构体

buttons_dev = input_allocate_device();
    if(!buttons_dev)
    {
    	printk("input_allocate_device error!\n");
    	return -ENOMEM;
    }

3.2.2 设置buttons\_dev结构体

/* 2.1、支持哪类事件 */
    set_bit(EV_KEY, buttons_dev->evbit);
    set_bit(EV_REP, buttons_dev->evbit);
    
    /* 2.2、支持该类事件中的那些事件 */
    for(i = 0; i < sizeof(buttons_desc)/sizeof(buttons_desc[0]); i++)
    {
    	set_bit(buttons_desc[i].key_code, buttons_dev->keybit);
    }

3.2.3 注册这个结构体

input_register_device(buttons_dev);

3.2.4 硬件相关的操作

/* 4、硬件相关的操作 
    *	  为每个按键申请一个中断，共用中断处理函数

*	  按键触发方式为双边沿触发
    */
    for(i = 0; i < sizeof(buttons_desc)/sizeof(buttons_desc[0]); i++)
    {
    	irq = gpio_to_irq(buttons_desc[i].gpio);
    	request_irq(irq, yl_buttons_irq, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, buttons_desc[i].name, (void*)&buttons_desc[i]);	
    }

在硬件操作的核心是请求中断，中断的核心是 yl\_buttons\_irq 这个函数，这个函数的代码如下所示：

/* 按键中断处理程序 */
    static irqreturn_t yl_buttons_irq(int irq, void *devid)
    {
    	struct yl_buttons_desc *buttons_desc = (struct yl_buttons_desc *)devid;
    	int pinval = gpio_get_value(buttons_desc->gpio);
    
    	if(pinval == 1)	/* 判断按键是按下还是松开 */
    	{
    		/* 松开 */
    		input_event(buttons_dev, EV_KEY, buttons_desc->key_code, 0);
    		input_sync(buttons_dev);
    	}
    	else
    	{
    		/* 按下 */
    		input_event(buttons_dev, EV_KEY, buttons_desc->key_code, 1);
    		input_sync(buttons_dev);
    	}
    	
    	return IRQ_HANDLED;
    }

当发生按键中断时将触发按键中断程序，根据获得的对应按键的值来确定按键是按下还是松开，然后分别进行事件上报和事件同步。  
  
  
**附录：本节实现的按键输入子系统的完整代码如下所示。**

/* 包含的头文件 */
    #include <linux/module.h>
    #include <linux/kernel.h>
    #include <linux/fs.h>
    #include <linux/init.h>
    #include <linux/delay.h>
    #include <linux/poll.h>
    #include <linux/sched.h>
    #include <linux/irq.h>
    #include <asm/irq.h>
    #include <asm/io.h>
    #include <linux/interrupt.h>
    #include <asm/uaccess.h>
    #include <mach/hardware.h>
    #include <linux/platform_device.h>
    #include <linux/cdev.h>
    #include <linux/miscdevice.h>
    #include <linux/gpio.h>
    
    #include <mach/map.h>
    #include <mach/gpio.h>
    #include <mach/regs-clock.h>
    #include <mach/regs-gpio.h>
    
    /* 输入子系统需要的头文件 */
    #include <linux/input.h>
    
    /**	按键映射:
      *		XEINT26		----	GPX3_2
      *		XEINT27		----	GPX3_3
      *		XEINT28		----	GPX3_4
      *		XEINT29		----	GPX3_5
      */
    
    /* 定义一个结构体用来对输入按键进行描述 */
    struct yl_buttons_desc{
    	int  gpio;		// 表示对于的按键的引脚
    	char *name;		// 表示对应的按键请求中断时的中断名
    	int  key_code;	// 表示按键在输入子系统中对应的键值
    };
    
    /* 定义一个描述按键的数组 */
    static struct yl_buttons_desc buttons_desc[] = {
    		{EXYNOS4_GPX3(2), "yl_buttons_L", 		  KEY_L},
    		{EXYNOS4_GPX3(3), "yl_buttons_S",		  KEY_S},
    		{EXYNOS4_GPX3(4), "yl_buttons_ENTER", 	  KEY_ENTER},
    		{EXYNOS4_GPX3(5), "yl_buttons_LEFTSHIFT", KEY_LEFTSHIFT},
    };
    
    /* 定义一个输入子系统的结构体指针变量 */
    static struct input_dev *buttons_dev;
    
    /* 按键中断处理程序 */
    static irqreturn_t yl_buttons_irq(int irq, void *devid)
    {
    	struct yl_buttons_desc *buttons_desc = (struct yl_buttons_desc *)devid;
    	int pinval = gpio_get_value(buttons_desc->gpio);
    
    	if(pinval == 1)	/* 判断按键是按下还是松开 */
    	{
    		/* 松开 */
    		input_event(buttons_dev, EV_KEY, buttons_desc->key_code, 0);
    		input_sync(buttons_dev);
    	}
    	else
    	{
    		/* 按下 */
    		input_event(buttons_dev, EV_KEY, buttons_desc->key_code, 1);
    		input_sync(buttons_dev);
    	}
    	
    	return IRQ_HANDLED;
    }
    
    /* 入口函数 */
    static int __init yl_buttons_init(void)
    {
    	int irq;
    	int i;
    
    	/* 1、分配一个input_dev结构体 */
    	buttons_dev = input_allocate_device();
    	if(!buttons_dev)
    	{
    		printk("input_allocate_device error!\n");
    		return -ENOMEM;
    	}
    
    	/* 2、设置input_dev结构体 */
    	/* 2.1、支持哪类事件 */
    	set_bit(EV_KEY, buttons_dev->evbit);
    	set_bit(EV_REP, buttons_dev->evbit);
    
    	/* 2.2、支持该类事件中的那些事件 */
    	for(i = 0; i < sizeof(buttons_desc)/sizeof(buttons_desc[0]); i++)
    	{
    		set_bit(buttons_desc[i].key_code, buttons_dev->keybit);
    	}
    
    	/* 3、注册input_dev结构体 */
    	input_register_device(buttons_dev);
    
    	/* 4、硬件相关的操作 
    	 *	  为每个按键申请一个中断，共用中断处理函数
    	 *	  按键触发方式为双边沿触发
    	 */
    	for(i = 0; i < sizeof(buttons_desc)/sizeof(buttons_desc[0]); i++)
    	{
    		irq = gpio_to_irq(buttons_desc[i].gpio);
    		request_irq(irq, yl_buttons_irq, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, buttons_desc[i].name, (void*)&buttons_desc[i]);	
    	}
    	
    	return 0;
    }
    
    /* 出口函数 */
    static void __exit yl_buttons_exit(void)
    {
    	int irq;
    	int i;
    
    	/* 释放申请的按键中断 */
    	for(i = 0; i < sizeof(buttons_desc)/sizeof(buttons_desc[0]); i++)
    	{
    		irq = gpio_to_irq(buttons_desc[i].gpio);
    		free_irq(irq, (void*)&buttons_desc[i]);	
    	}
    
    	input_unregister_device(buttons_dev);
    	input_free_device(buttons_dev);
    }
    
    module_init(yl_buttons_init);
    module_exit(yl_buttons_exit);
    
    MODULE_LICENSE("GPL");

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