嵌入式驱动学习之按键驱动

开发环境

主机开发环境：ubuntu12.04

BootLoader：u-boot-1.1.6

kernel：linux-2.6.30.4

CPU：s3c2440

开发板：TQ2440

开发步骤

1、硬件分析

TQ2440 中的按键使用的是S3C2440的外部中断引脚，编写按键的驱动就是编写中断处理的驱动程序。

需要在驱动程序里面对所用到管脚初始化，设置其功能为中断，然后再设置触发电平类型即可。

下图是TQ2440 按键的原理图：

2、按键驱动代码

#include

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#include

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#include

#include

#include

#include

#include

#include  

#include

#include

#include

#include

#define DEVICE_NAME     "IRQ-Test"  /* 加载模式后，执行”cat /proc/devices”命令看到的设备名称 */

#define BUTTON_MAJOR 232            /* 主设备号 */

struct button_irq_desc

{

int irq;

int pin;

int pin_setting;

int number;

char *name;

};

/* 用来指定按键所用的外部中断引脚及中断触发方式, 名字 */

static struct button_irq_desc button_irqs [] =

{

{IRQ_EINT1, S3C2410_GPF1, S3C2410_GPF1_EINT1, 0, "KEY1"}, /* K1 */

{IRQ_EINT4, S3C2410_GPF4, S3C2410_GPF4_EINT4, 1, "KEY2"}, /* K2 */

{IRQ_EINT2, S3C2410_GPF2, S3C2410_GPF2_EINT2, 2, "KEY3"}, /* K3 */

{IRQ_EINT0, S3C2410_GPF0, S3C2410_GPF0_EINT0, 3, "KEY4"}, /* K4 */

};

/* 按键被按下的次数(准确地说，是发生中断的次数) */

static volatile int key_values [] = {0, 0, 0, 0};

/* 等待队列:

* 当没有按键被按下时，如果有进程调用 le2440_buttons_read 函数，

* 它将休眠

*/

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq);

/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置 1，le2440_buttons_read 将它清 0 */

static volatile int ev_press = 0;

static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)

{

struct button_irq_desc *button_irqs = (struct button_irq_desc *)dev_id;

int up = s3c2410_gpio_getpin(button_irqs->pin);

if (up)

  key_values[button_irqs->number] = (button_irqs->number + 1) + 0x80;

else

  key_values[button_irqs->number] = (button_irqs->number + 1);

ev_press = 1; /* 表示中断发生了 */

wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */

return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);

}

/* 应用程序对设备文件/dev/IRQ-Test 执行 open(...)时，

* 就会调用 le2440_buttons_open 函数

*/

static int le2440_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

int i;

int err;

for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++)

{

// 注册中断处理函数

s3c2410_gpio_cfgpin(button_irqs[i].pin,button_irqs[i].pin_setting);

err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, NULL, button_irqs[i].name, (void*)&button_irqs[i]);

if (err)

break;

}

if (err)

{

// 释放已经注册的中断

i--;

for (; i >= 0; i--)

{

disable_irq(button_irqs[i].irq);

free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);

}

return -EBUSY;

}

return 0;

}

/* 应用程序对设备文件/dev/IRQ-Test 执行 close(...)时，

* 就会调用 le2440_buttons_close 函数

*/

static int le2440_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)

{

int i;

for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++)

{

// 释放已经注册的中断

disable_irq(button_irqs[i].irq);

free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);

}

return 0;

}

/* 应用程序对设备文件/dev/IRQ-Test 执行 read(...)时，

* 就会调用 le2440_buttons_read 函数

*/

static int le2440_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)

{

unsigned long err;

if (!ev_press)

{

if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)

return -EAGAIN;

else

/* 如果 ev_press 等于 0，休眠 */

wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);

}

/* 执行到这里时，ev_press 等于 1，将它清 0 */

ev_press = 0;

/* 将按键状态复制给用户，并清 0 */

err = copy_to_user(buff, (const void *)key_values, min(sizeof(key_values), count));

memset((void *)key_values, 0, sizeof(key_values));

return err ? -EFAULT : min(sizeof(key_values), count);

}

/**************************************************

* 当用户程序调用 select 函数时，本函数被调用

* 如果有按键数据，则 select 函数会立刻返回

* 如果没有按键数据，本函数使用 poll_wait 等待

**************************************************/

static unsigned int le2440_buttons_poll( struct file *file, struct poll_table_struct *wait)

{

unsigned int mask = 0;

poll_wait(file, &button_waitq, wait);

if (ev_press)

mask |= POLLIN | POLLRDNORM;

return mask;

}

/* 这个结构是字符设备驱动程序的核心

* 当应用程序操作设备文件时所调用的 open、read、write 等函数，

* 最终会调用这个结构中的对应函数

*/

static struct file_operations le2440_buttons_fops =

{

.owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，指向编译模块时自动创建的__this_module 变量

*/

.open = le2440_buttons_open,

.release = le2440_buttons_close,

.read= le2440_buttons_read,

.poll = le2440_buttons_poll,

};

static struct class *button_class;

/*

* 执行“insmod le2440_buttons.ko”命令时就会调用这个函数

*/

static int __init le2440_buttons_init(void)

{

int ret;

/* 注册字符设备驱动程序

* 参数为主设备号、设备名字、file_operations 结构；

* 这样，主设备号就和具体的 file_operations 结构联系起来了，

* 操作主设备为 BUTTON_MAJOR 的设备文件时，就会调用 le2440_buttons_fops 中的相关成员

函数

* BUTTON_MAJOR 可以设为 0，表示由内核自动分配主设备号

*/

ret = register_chrdev(BUTTON_MAJOR, DEVICE_NAME, &le2440_buttons_fops);

if (ret < 0)

{

printk(DEVICE_NAME " can't register major numbern");

return ret;

}

//注册一个类，使 mdev 可以在"/dev/"目录下面建立设备节点

button_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);

if(IS_ERR(button_class))

{

printk("Err: failed in le2440-irq class. n");

return -1;

}

//创建一个设备节点，节点名为 DEVICE_NAME

device_create(button_class, NULL, MKDEV(BUTTON_MAJOR, 0), NULL, DEVICE_NAME);

printk(DEVICE_NAME " initializedn");

return 0;

}

/*

* 执行”rmmod le2440_buttons.ko”命令时就会调用这个函数

*/

static void __exit le2440_buttons_exit(void)

{

/* 卸载驱动程序 */

unregister_chrdev(BUTTON_MAJOR, DEVICE_NAME);

device_destroy(button_class, MKDEV(BUTTON_MAJOR, 0)); //删掉设备节点

class_destroy(button_class); //注销类

}

/* 这两行指定驱动程序的初始化函数和卸载函数 */

module_init(le2440_buttons_init);

module_exit(le2440_buttons_exit);

MODULE_LICENSE("GPL"); // 遵循的协议

Makefile如下：

#Makefile 

ifeq ($(KERNELRELEASE),) 

KERNELDIR ?= /home/linux/sky/ker/linux-2.6.30.4/ 

#KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build 

PWD := $(shell pwd) 

modules: 

    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD)  

modules_install: 

    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install 

clean: 

    rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions Module* modules* 

.PHONY: modules modules_install clean 

else

obj-m := le2440_buttons.o

endif 

3、App控制程序

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main(void)

{

int i;

int buttons_fd;

int key_value[4];

/*打开键盘设备文件*/

buttons_fd = open("/dev/IRQ-Test", 0);

if (buttons_fd < 0) {

perror("open device buttons");

exit(1);

}

for (;;) {

fd_set rds;

int ret;

FD_ZERO(&rds);

FD_SET(buttons_fd, &rds);

/*使用系统调用 select 检查是否能够从/dev/IRQ-Test 设备读取数据*/

ret = select(buttons_fd + 1, &rds, NULL, NULL, NULL);

/*读取出错则退出程序*/

if (ret < 0) {

perror("select");

exit(1);

}

if (ret == 0) {

printf("Timeout.n");

}

/*能够读取到数据*/

else if (FD_ISSET(buttons_fd, &rds)) {

/*开始读取键盘驱动发出的数据，注意 key_value 和键盘驱动中定义为一致的类型*/

int ret = read(buttons_fd, key_value, sizeof(key_value));

if (ret != sizeof(key_value)) {

if (errno != EAGAIN)

perror("read buttonsn");

continue;

} else {

for (i = 0; i < 4; i++)

if (key_value[i] != 0)

printf("K%d %s, key value = 0x%02xn", i + 1,(key_value[i] & 0x80) ? "released" : key_value[i] ? "pressed down" : "",key_value[i]);

}

}

}

/*关闭设备文件句柄*/

close(buttons_fd);

return 0;

}

Makefile如下：

CROSS=arm-linux-

all: buttons

buttons:buttons.c

$(CROSS)gcc -o buttons buttons.c

clean:

@rm -vf buttons *.o *~

4、测试现象

按下开发板上的四个按键，即可触发按键中断