按键输入驱动

news2024/9/20 12:30:00

目录

一、硬件原理

二、添加设备树

1、创建pinctrl

2、创建节点

3、检查

 编译复制

 三、修改工程模板​编辑

四、驱动编写

1、添加keyio函数 

 2、添加调用

 3、驱动出口函数添加释放

 4、添加原子操作

5、添加两个宏定义

 6、初始化原始变量

7、打开操作

 8、读操作

 总体代码如下

 五、应用编写

总体代码如下

验证

一、硬件原理

打开原理图找到KEY

 可以看到KEY0是接到UART1 CTS上

打开参考手册，找到IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_CTS_B

看到是可以复用为GPIO1_IO18的

根据IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_CTS_B配置的电气属性为0xF080，具体属性如下

配置UART1_CTS_B的IO属性    
     *bit 16:0 HYS关闭
     *bit [15:14]: 11 默认22K上拉
     *bit [13]: 1 pull功能
     *bit [12]: 1 pull/keeper使能
     *bit [11]: 0 关闭开路输出
     *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
     *bit [5:3]: 000 关闭输出
     *bit [0]: 0 低转换率

二、添加设备树

1、创建pinctrl

先查找UART1_CTS对应的宏这个在arch/arm/boot/dts/imx6ul-pinfunc.h

 在&iomuxc里添加keygrp

2、创建节点

创建key节点

3、检查

 添加完之后在文件里分别搜索MX6UL_PAD_UART1_CTS_B__GPIO1_IO018和&gpio1 18检查一下是否有存在使用，避免占用

打开开发板检查创建是否存在

 编译复制

 三、修改工程模板

 修改makefile

复制基本的字符驱动模板到key.c

四、驱动编写

自行编写好基本的字符设备

1、添加keyio函数 

在驱动入口前添加 

96行，of_find_node_by_path 函数通过路径来查找指定的节点“key”，返回找到的节点

102行，of_get_named_gpio函数获取设备树中“key-gpios”属性信息，0为其第一个信息，获取到的 GPIO 编号

108行，gpio_request 函数，在使用 GPIO 之前申请GPIO 管脚，设名字“key0”，返回值0申请成功

114行，gpio_direction_input函数设置 GPIO 为输入，返回值0设置成功

 2、添加调用

在驱动入口函数里面后部添加

在驱动入口里面调用 keyio函数 

 3、驱动出口函数添加释放

 4、添加原子操作

5、添加两个宏定义

方便原子操作，值不是固定的 

 6、初始化原始变量

初始化keyvalue,把宏INVAKEY赋值给keyvalue，在驱动入口函数定义

7、打开操作

设置私有数据

 8、读操作

 61行，获取私有数据

63-67行， gpio_get_value函数返回值为 GPIO 的输入电平状态，1 为高电平，0 为低电平。如果按下不放就是1进入while等待释放，释放为0取反进入while中执行 atomic_set函数把KEY0VALUE赋值给keyvalue。否则直接执行 atomic_set函数，把宏INVAKEY赋值给keyvalue

69行，atomic_read函数读取keyvalue值赋给value

71行，copy_to_user函数把value的值拷贝给用户空间，成功执行拷贝操作，则返回0

 总体代码如下

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/atomic.h>

#define KEY_CNT 1      /* 设备号个数 	*/
#define KEY_NAME "key" /* 名字 		*/

#define INVAKEY 0x00
#define KEY0VALUE 0XF0

/* key设备结构体 */
struct key_dev
{
    dev_t devid;            /* 设备号 	 */
    struct cdev cdev;       /* cdev 	*/
    struct class *class;    /* 类 		*/
    struct device *device;  /* 设备 	 */
    int major;              /* 主设备号	  */
    int minor;              /* 次设备号   */
    struct device_node *nd; /* 设备节点 */
    int key_gpio;           /* key所使用的GPIO编号		*/
    atomic_t keyvalue;      /* 按键值 		*/
} key; /* key设备 */

/*
 * @description		: 打开设备
 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode
 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int key_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    filp->private_data = &key;
    return 0;
}

/*
 * @description		: 从设备读取数据
 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf 	: 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt 	: 要读取的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
 */
static ssize_t key_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
    int value;
    struct key_dev *dev = filp->private_data;
    int ret = 0;
    if(gpio_get_value(dev->key_gpio) ==0){/*按下*/
        while(!gpio_get_value(dev->key_gpio));
        atomic_set(&dev->keyvalue,KEY0VALUE);
    }else{
        atomic_set(&dev->keyvalue,INVAKEY);
    }
    value = atomic_read(&dev->keyvalue);
    
    ret = copy_to_user(buf,&value,sizeof(value));
    return ret;
}

/*
 * @description		: 向设备写数据
 * @param - filp 	: 设备文件，表示打开的文件描述符
 * @param - buf 	: 要写给设备写入的数据
 * @param - cnt 	: 要写入的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
 */
static ssize_t key_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
    return 0;
}

/*
 * @description		: 关闭/释放设备
 * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int key_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}

/* 设备操作函数 */
static struct file_operations key_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = key_open,
    .read = key_read,
    .write = key_write,
    .release = key_release,
};

/*key io初始化*/
static int keyio_init(struct key_dev *dev)
{  
    int ret = 0;  
    /*初始化atomic*/
    atomic_set(&key.keyvalue,INVAKEY);

    dev->nd = of_find_node_by_path("/key");
    if (dev->nd == NULL)
    {
        ret = -EINVAL;
        goto fail_nd;
    }
    dev->key_gpio = of_get_named_gpio(dev->nd, "key-gpios", 0);
    if (dev->key_gpio < 0)
    {
        ret = -EINVAL;
        goto fail_gpio;
    }
    ret = gpio_request(dev->key_gpio, "key0");
    if (ret)
    {
        ret = -EBUSY;
        printk(" IO %d can't request\r\n", dev->key_gpio);
    }
    ret = gpio_direction_input(dev->key_gpio);
    if (ret)
    {
        ret = -EINVAL;
        goto fail_input;
    }
    return 0;
fail_input:
    gpio_free(dev->key_gpio);
fail_gpio:
fail_nd:
    device_destroy(key.class, key.devid);
    return ret;
}

/*
 * @description	: 驱动入口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static int __init key_init(void)
{
    int ret =0;
    /* 初始化原子变量 */
    atomic_set(&key.keyvalue,INVAKEY);
    /* 注册字符设备驱动 */
    key.major = 0;
    /* 1、创建设备号 */
    if (key.major)
    { /*  定义了设备号 */
        key.devid = MKDEV(key.major, 0);
        register_chrdev_region(key.devid, KEY_CNT, KEY_NAME);
    }
    else
    {                                                          /* 没有定义设备号 */
        alloc_chrdev_region(&key.devid, 0, KEY_CNT, KEY_NAME); /* 申请设备号 */
        key.major = MAJOR(key.devid);                          /* 获取分配号的主设备号 */
        key.minor = MINOR(key.devid);                          /* 获取分配号的次设备号 */
    }
    if(ret < 0){
        goto fail_devid;
    }
    printk("major = %d , minor = %d \r\n", key.major, key.minor);
    /* 2、初始化cdev */
    key.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&key.cdev, &key_fops);/*初始化的 cdev 结构体变量*/

    /* 3、添加一个cdev */
    cdev_add(&key.cdev, key.devid, KEY_CNT);/*添加字符设备*/
    if(ret){
        goto fail_cdevadd;
    }

    /* 4、创建类 */
    key.class = class_create(THIS_MODULE, KEY_NAME);
    if (IS_ERR(key.class))
    {
        ret = PTR_ERR(key.class);
        goto fail_class;
    }

    /* 5、创建设备 */
    key.device = device_create(key.class, NULL, key.devid, NULL, KEY_NAME);
    if (IS_ERR(key.device))
    {
        ret =  PTR_ERR(key.device);
        goto fail_device;
    }

    ret = keyio_init(&key);
    if (ret < 0)
    {
        goto fail_device;
    }

    printk("key_init\r\n");
    return 0;
fail_device:
    class_destroy(key.class);
fail_class:
    cdev_del(&key.cdev);
fail_cdevadd:
    unregister_chrdev_region(key.devid,KEY_CNT);
fail_devid:
    return ret;
}

/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static void __exit key_exit(void)
{
    /* 注销字符设备驱动 */
    
    cdev_del(&key.cdev);/*  删除cdev */
    unregister_chrdev_region(key.devid, KEY_CNT); /* 释放设备号 */

    device_destroy(key.class, key.devid);/*摧毁设备*/
    class_destroy(key.class);/*删除类*/
    gpio_free(key.key_gpio);/*释放io*/
}

module_init(key_init);
module_exit(key_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

 五、应用编写

总体代码如下

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define INVAKEY 0x00
#define KEY0VALUE 0XF0

/*
    argc:应用程序参数个数（argv数组元素个数）
    argv:具体参数,也可以写作char **argv
    ./keyAPP <filename>    
    ./keyAPP  /dev/key 
*/
int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd,retvalue;
    char *filename;
    unsigned char databuf[1];
    int value=0;
    /*判断命令行输入参数是否正确*/
    if(argc != 2){
        printf("error usage!\r\n");
        return -1;
    }
    /*用指针指向文件*/
    filename = argv[1];
    /*打开文件*/
    fd = open(filename , O_RDWR);
    if(fd < 0){
        printf("file open failed\r\n",filename);
        return -1;
    }
    /*循环读取*/
    while(1){
        read(fd,&value,sizeof(value));
        if(value == KEY0VALUE){
            printf("KEY0 press , value = %d\r\n",value);
        }
    }
    /*关闭文件*/
    close(fd);

    return 0;
}

循环读取处，用read读取内核拷贝的数据

验证

 

 可以看到按下按键就会打印value的值

这里埋下一个伏笔，运行测试APP会占用99%的CPU资源

 后续章节进行介绍

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