linux驅動移植-linux驅動之輸入子系統使用
阿新 • • 發佈：2022-04-09
在上一節我們介紹了linux系統的輸入子系統的基本框架，並進行了原始碼分析。
這一節我們將嘗試向input子系統註冊裝置驅動，這裡我們編寫按鍵驅動，通過MIni2440上的6個按鍵來模擬鍵盤中的A、B、C、D、E、F。
一、按鍵硬體資源
1.1 硬體接線
檢視Mini2440原理圖、S3C2440資料手冊，瞭解如何讀取按鍵的狀態。這裡粗略介紹一下Mini2440 K1~K6的接線方式，以及暫存器的設定，這裡簡單說一下，就不具體介紹了：
- K1~K6依次對應引腳GPG0、GPG3、GPG5、GPG6、GPG7、GPG11，以K1為例；
- 按鍵按下引腳輸入低電平、按鍵鬆開引腳輸入高電平；
- 配置控制暫存器GPGCON(0x56000060)的bit[1:0]=00，使GPB5引腳為輸入模式;
- 讀取配置資料暫存器GPGDAT(0x56000064)的bit0的電位；
二、input子系統裝置驅動
2.1 input子系統裝置驅動編寫流程
在上一節我們簡單介紹了向input子系統註冊裝置驅動過程，這裡我們以按鍵驅動為例：
- 我們首先通過input_allocate_device動態建立struct input_dev結構物件dev；
- 通過input_set_capability設定input裝置可以上報哪些輸入事件；
- 初始化dev成員，設計所要實現的操作，比如 open、close、event、flush函式，；
- 然後呼叫input_register_device註冊這個裝置；
- 初始化定時器和中斷，並編寫中斷處理函式，以及定時器超時函式；
- 在出口函式中解除安裝中斷，刪除定時器，解除安裝驅動；
2.2 相關結構宣告
在/work/sambashare/drivers下新建9.input_button_dev資料夾，用來編寫我們的按鍵中斷程式。
#include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/io.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/gpio.h> #include <linux/irq.h> //包含了mach/irqs.h #include <linux/interrupt.h> #include <linux/gpio/machine.h> #include <mach/gpio-samsung.h> #include <linux/input.h> #include <linux/timer.h> /* 全域性靜態變數：希望全域性變數僅限於在本原始檔中使用，在其他原始檔中不能引用，也就是說限制其作用域只在 定義該變數的原始檔內有效，而在同一源程式的其他原始檔中不能使用 */ #define __IRQT_FALEDGE IRQ_TYPE_EDGE_FALLING #define __IRQT_RISEDGE IRQ_TYPE_EDGE_RISING #define __IRQT_LOWLVL IRQ_TYPE_LEVEL_LOW #define __IRQT_HIGHLVL IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH #define IRQT_NOEDGE (0) #define IRQT_RISING (__IRQT_RISEDGE) #define IRQT_FALLING (__IRQT_FALEDGE) #define IRQT_BOTHEDGE (__IRQT_RISEDGE|__IRQT_FALEDGE) #define IRQT_LOW (__IRQT_LOWLVL) #define IRQT_HIGH (__IRQT_HIGHLVL) #define IRQT_PROBE IRQ_TYPE_PROBE /* 引腳資訊 */ struct pin_desc{ int irq; // 中斷編號 unsigned int irq_ctl; //觸發中斷狀態 char *name; // 引腳名稱 unsigned int pin; // 引腳編號 unsigned int key_val; // 對應鍵盤的A,B,C,D,E,F }; /* * S3C2410_GPG 定義在arch/arm/mach-s3c24xx/include/mach/gpio-samsung.h */ static struct pin_desc pins_desc[6] = { {IRQ_EINT8, IRQT_BOTHEDGE, "K1", S3C2410_GPG(0), KEY_A}, {IRQ_EINT11, IRQT_BOTHEDGE, "K2", S3C2410_GPG(3), KEY_B}, {IRQ_EINT13, IRQT_BOTHEDGE, "K3", S3C2410_GPG(5), KEY_C}, {IRQ_EINT14, IRQT_BOTHEDGE, "K4", S3C2410_GPG(6), KEY_D}, {IRQ_EINT15, IRQT_BOTHEDGE, "K5", S3C2410_GPG(7), KEY_E}, {IRQ_EINT19, IRQT_BOTHEDGE, "K6", S3C2410_GPG(11), KEY_F}, }; /* 定義一個input_dev結構體 */ struct input_dev *button_dev; /* 儲存dev_id,在定時器中用 */ struct pin_desc *button_id; /* 定時器 */ static struct timer_list button_timer;
2.3 註冊中斷
GPG0、GPG3、GPG5、GPG6、GPG7、GPG11對應的外部中斷依次為EINT8、EINT11、EINT13、EINT14、EINT15、EINT19。
這裡通過request_irq函式註冊GPG0、GPG3、GPG5、GPG6、GPG7、GPG11為外部中斷，觸發方式為雙邊沿。
/* GPG0、GPG3、GPG5、GPG6、GPG7、GPG11配置為中斷功能 IRQ_EINTX 定義在 arch/arm/mach-s3c24xx/include/mach/irqs.h */ static int button_open(struct input_dev *dev) { printk("register irq\n"); int i,j,err; /* 註冊中斷 */ for(i=0;i<6;i++){ err = request_irq(pins_desc[i].irq, button_irq, pins_desc[i].irq_ctl, pins_desc[i].name, &pins_desc[i]); if(err < 0){ for(j=0;j<i;j++){ free_irq(pins_desc[j].irq, &pins_desc[j]); } } } return err; }
這裡我們EINT8、EINT11、EINT13、EINT14、EINT15、EINT19中斷共用一箇中斷處理程式，因此我們將dev_id欄位設定為一個結構體，用來標識唯一裝置。
/* * 中斷處理服務 */ static irqreturn_t button_irq(int irq, void *dev_id) { //儲存當前的dev_id button_id =(struct ping_desc *)dev_id; //設定定時器值 10ms後執行，用於防止按鍵抖動 mod_timer(&button_timer, jiffies+HZ/100 ); return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); }
2.4 釋放中斷
我們在.close函式中通過free_irq函式進行釋放中斷資源：
/* * 解除安裝中斷 */ int button_close(struct input_dev *dev) { printk("unregister irq\n"); int i=0; for(i=0;i<6;i++){ free_irq(pins_desc[i].irq, &pins_desc[i]); } return 0; }
2.5 定時器超時函式
這裡為了防止按鍵抖動，加入了定時器，並設定定時器超時函式：
/* * 定時器超時函式 * 將輸入轉換為轉換為統一事件形式 */ static void button_timer_timeout(struct timer_list *t) { //獲取引腳電平 int val = gpio_get_value(button_id->pin); if(val) { /* 高電平,鬆開 上報事件*/ input_event(button_dev, EV_KEY, button_id->key_val, 0); //上報EV_KEY型別,按鍵值,0(沒按下) input_sync(button_dev); // 上傳同步事件,告訴系統有事件出現 } else { /* 低電平，按下 上報事件*/ input_event(button_dev, EV_KEY, button_id->key_val, 1); //上報EV_KEY型別,按鍵值,1(按下) input_sync(button_dev); // 上傳同步事件,告訴系統有事件出現 } }
2.6 註冊button驅動程式
/* * 入口函式 */ static int button_init(void) { printk("button driver init\n"); /* 向核心 申請input_dev結構體 */ button_dev = input_allocate_device(); /* 設定input_dev */ input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_A); //支援按鍵 A input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_B); //支援按鍵 B input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_C); //支援按鍵 C input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_D); //支援按鍵 D input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_E); //支援按鍵 E input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_F); //支援按鍵 F set_bit(EV_REP,button_dev->evbit); //支援鍵盤重複按事件 button_dev->open = button_open; // 註冊中斷 button_dev->close = button_close; // 解除安裝中斷 /* 註冊input_dev */ input_register_device(button_dev); /* 初始化定時器 */ timer_setup(&button_timer,button_timer_timeout,0); add_timer(&button_timer); return 0; }
2.7 解除安裝button驅動程式
/* * 出口函式 */ static void __exit button_exit(void) { printk("button driver exit\n"); /* 刪除定時器 */ del_timer(&button_timer); /* 解除安裝類下的驅動裝置 */ input_unregister_device(button_dev); /* 釋放驅動結構體 */ input_free_device(button_dev); return; }
2.8 完整程式碼
#include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/io.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/gpio.h> #include <linux/irq.h> // 包含了mach/irqs.h #include <linux/interrupt.h> #include <linux/gpio/machine.h> #include <mach/gpio-samsung.h> #include <linux/input.h> #include <linux/timer.h> /* 全域性靜態變數：希望全域性變數僅限於在本原始檔中使用，在其他原始檔中不能引用，也就是說限制其作用域只在 定義該變數的原始檔內有效，而在同一源程式的其他原始檔中不能使用 */ #define __IRQT_FALEDGE IRQ_TYPE_EDGE_FALLING #define __IRQT_RISEDGE IRQ_TYPE_EDGE_RISING #define __IRQT_LOWLVL IRQ_TYPE_LEVEL_LOW #define __IRQT_HIGHLVL IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH #define IRQT_NOEDGE (0) #define IRQT_RISING (__IRQT_RISEDGE) #define IRQT_FALLING (__IRQT_FALEDGE) #define IRQT_BOTHEDGE (__IRQT_RISEDGE|__IRQT_FALEDGE) #define IRQT_LOW (__IRQT_LOWLVL) #define IRQT_HIGH (__IRQT_HIGHLVL) #define IRQT_PROBE IRQ_TYPE_PROBE /* 引腳資訊 */ struct pin_desc{ int irq; // 中斷編號 unsigned int irq_ctl; //觸發中斷狀態 char *name; // 引腳名稱 unsigned int pin; // 引腳編號 unsigned int key_val; // 對應鍵盤的A,B,C,D,E,F }; /* * S3C2410_GPG 定義在arch/arm/mach-s3c24xx/include/mach/gpio-samsung.h */ static struct pin_desc pins_desc[6] = { {IRQ_EINT8, IRQT_BOTHEDGE, "K1", S3C2410_GPG(0), KEY_A}, {IRQ_EINT11, IRQT_BOTHEDGE, "K2", S3C2410_GPG(3), KEY_B}, {IRQ_EINT13, IRQT_BOTHEDGE, "K3", S3C2410_GPG(5), KEY_C}, {IRQ_EINT14, IRQT_BOTHEDGE, "K4", S3C2410_GPG(6), KEY_D}, {IRQ_EINT15, IRQT_BOTHEDGE, "K5", S3C2410_GPG(7), KEY_E}, {IRQ_EINT19, IRQT_BOTHEDGE, "K6", S3C2410_GPG(11), KEY_F}, }; /* 定義一個input_dev結構體 */ struct input_dev *button_dev; /* 儲存dev_id,在定時器中用 */ struct pin_desc *button_id; /* 定時器 */ static struct timer_list button_timer; /* * 中斷處理服務 */ static irqreturn_t button_irq(int irq, void *dev_id) { //儲存當前的dev_id button_id =(struct ping_desc *)dev_id; //設定定時器值 10ms後執行，用於防止按鍵抖動 mod_timer(&button_timer, jiffies+HZ/100 ); return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); } /* * 定時器超時函式 * 將輸入轉換為轉換為統一事件形式 */ static void button_timer_timeout(struct timer_list *t) { //獲取引腳電平 int val = gpio_get_value(button_id->pin); if(val) { /* 高電平,鬆開 上報事件*/ input_event(button_dev, EV_KEY, button_id->key_val, 0); //上報EV_KEY型別,按鍵值,0(沒按下) input_sync(button_dev); // 上傳同步事件,告訴系統有事件出現 } else { /* 低電平，按下 上報事件*/ input_event(button_dev, EV_KEY, button_id->key_val, 1); //上報EV_KEY型別,按鍵值,1(按下) input_sync(button_dev); // 上傳同步事件,告訴系統有事件出現 } } /* GPG0、GPG3、GPG5、GPG6、GPG7、GPG11配置為中斷功能 IRQ_EINTX 定義在 arch/arm/mach-s3c24xx/include/mach/irqs.h */ static int button_open(struct input_dev *dev) { printk("register irq\n"); int i,j,err; /* 註冊中斷 */ for(i=0;i<6;i++){ err = request_irq(pins_desc[i].irq, button_irq, pins_desc[i].irq_ctl, pins_desc[i].name, &pins_desc[i]); if(err < 0){ for(j=0;j<i;j++){ free_irq(pins_desc[j].irq, &pins_desc[j]); } } } return err; } /* * 解除安裝中斷 */ int button_close(struct input_dev *dev) { printk("unregister irq\n"); int i=0; for(i=0;i<6;i++){ free_irq(pins_desc[i].irq, &pins_desc[i]); } return 0; } /* * 入口函式 */ static int button_init(void) { printk("button driver init\n"); /* 向核心 申請input_dev結構體 */ button_dev = input_allocate_device(); /* 設定input_dev */ input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_A); //支援按鍵 A input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_B); //支援按鍵 B input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_C); //支援按鍵 C input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_D); //支援按鍵 D input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_E); //支援按鍵 E input_set_capability(button_dev,EV_KEY,KEY_F); //支援按鍵 F set_bit(EV_REP,button_dev->evbit); //支援鍵盤重複按事件 button_dev->open = button_open; // 註冊中斷 button_dev->close = button_close; // 解除安裝中斷 /* 註冊input_dev */ input_register_device(button_dev); /* 初始化定時器 */ timer_setup(&button_timer,button_timer_timeout,0); add_timer(&button_timer); return 0; } /* * 出口函式 */ static void __exit button_exit(void) { printk("button driver exit\n"); /* 刪除定時器 */ del_timer(&button_timer); /* 解除安裝類下的驅動裝置 */ input_unregister_device(button_dev); /* 釋放驅動結構體 */ input_free_device(button_dev); return; } module_init(button_init); module_exit(button_exit); MODULE_LICENSE("GPL");View Code
2.9 Makefile
KERN_DIR :=/work/sambashare/linux-5.2.8 all: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean rm -rf modules.order obj-m += button_dev.o
三、input子系統裝置驅動測試
3.1 編譯驅動
執行make命令編譯驅動，並將驅動程式拷貝到nfs檔案系統：
cd /work/sambashare/drivers/9.input_button_dev make cp /work/sambashare/drivers/9.input_button_dev/button_dev.ko /work/nfs_root/rootfs
安裝驅動：
[root@zy:/]# insmod button_dev.ko button_dev: loading out-of-tree module taints kernel. button driver init input: Unspecified device as /devices/virtual/input/input0 register irq
檢視裝置節點檔案：
[root@zy:/]# ls /dev/input -l total 0 crw-rw---- 1 0 0 13, 64 Jan 1 00:00 1 /dev/input/event0
可以看到裝置節點的的主裝置號為13，次裝置號為64，和我們上一節介紹的一致。
3.2 中斷檢視
執行命令cat /proc/interrupts可以檢視當前系統有哪些中斷服務：
[root@zy:/]# cat /proc/interrupts CPU0 29: 16393 s3c 13 Edge samsung_time_irq 32: 0 s3c 16 Edge s3c2410-lcd 42: 0 s3c 26 Edge ohci_hcd:usb1 43: 0 s3c 27 Edge s3c2440-i2c.0 55: 1607 s3c-ext 7 Edge eth0 56: 0 s3c-ext 8 Edge K1 59: 0 s3c-ext 11 Edge K2 61: 0 s3c-ext 13 Edge K3 62: 0 s3c-ext 14 Edge K4 63: 0 s3c-ext 15 Edge K5 67: 0 s3c-ext 19 Edge K6 74: 48 s3c-level 0 Edge s3c2440-uart 75: 192 s3c-level 1 Edge s3c2440-uart 87: 0 s3c-level 13 Edge s3c2410-wdt Err: 0
可以看到我們註冊的外部中斷8、11、13、14、15、19.
3.3 測試驅動
在開發版上執行：
[root@zy:/]# cat /dev/tty1
此命令表示顯示輸出tty1。按下開發板的K1~K6，此時串列埠終端結果如下：
[root@zy:/]# cat /dev/tty1 accdef
按鍵虛擬鍵盤鍵值正確被系統接收到了，說明我們的驅動成功了。
3.4 解除安裝驅動
通過用lsmod可以檢視當前安裝了哪些驅動：
[root@zy:/]# lsmod button_dev 2521 0 - Live 0xbf000000 (O)
解除安裝時直接執行:
rmmod button_dev