2linux输入子系统-按键驱动程序

1实验目的和内容

实验目的：（1）通过实验，了解在linux输入子系统框架中编写输入设备驱动程序的步骤；

（2）体会与之前章节讲的编写驱动的方法之间的差异。

实验内容：在linux输入子系统中编写按键驱动程序，按键S2、S3、S4、S5按下时，代表 "L"、"S"、"ENTER"、"LEFTSHIFT"等操作功能。

2知识回顾

前面章节讲到的自己编写驱动的方法，主要包含以下步骤：

1. 定义file_operation结构体，实现open、read、write等接口函数；
2. 调用register_chrdev函数注册设备；
3. 定义入口函数；
4. 定义出口函数。

上一章节分析的输入子系统的结构，共分为三层：Input driver、InputCore、EventHandler。其中Input driver层实现对硬件设备的读写访问，中断设置，并将硬件产生的事件转换为InputCore层定义的规范提交给EventHandler。因此，是本节编写驱动程序时需要重点实现的部分。InputCore层，也就是我们的drivers/input/input.c文件，内核已经提供了完整的代码程序，不用再做修改。EventHandler层主要是用于支持输入设备与用户空间之间的交互，linux内核已经自带了一部分事件处理器，可支持大部分的输入设备，例如：Evdev.c、mousedev.c等。其中Evdev.c中的evdev_handler的id_table：evdev_ids定义如下：

可以支持所有的输入设备。所以本节实验也不需要对EventHandler层的代码再做任何修改。那么接下来将重点放到Input driver层。

3实验原理简介

Input driver设备驱动层是与硬件紧密相关的，其主要工作：向InputCore报告同步、按键等事件，让驱动事件经由inputcore和Eventhandler到达用户空间。

input_dev结构体

1. struct?input_dev?{??
2. ?? ?
3. ????void?*private;??
4. ?? ?
5. ????const?char?*name;??//输入设备的名称
6. ????const?char?*phys;??//输入设备节点的名称
7. ????const?char?*uniq;? //输入设备的唯一ID号，类似于mac地址?
8. ????struct?input_id?id;?//?输入设备的唯一标识，用于和eventhandler层进行匹配
9. ?? ?
10. ????unsigned?long?evbit[NBITS(EV_MAX)];??//设备支持的事件类型
11. ????unsigned?long?keybit[NBITS(KEY_MAX)];??//设备支持的按键类型
12. ????unsigned?long?relbit[NBITS(REL_MAX)];??//可产生的相对位移事件
13. ????unsigned?long?absbit[NBITS(ABS_MAX)];??
14. ????unsigned?long?mscbit[NBITS(MSC_MAX)];??
15. ????unsigned?long?ledbit[NBITS(LED_MAX)];??
16. ????unsigned?long?sndbit[NBITS(SND_MAX)];??
17. ????unsigned?long?ffbit[NBITS(FF_MAX)];??
18. ????unsigned?long?swbit[NBITS(SW_MAX)];??
19. ?? ?
20. ????unsigned?int?keycodemax;??
21. ????unsigned?int?keycodesize;??
22. ????void?*keycode;??
23. ????????......??
24. ?? ?
25. ????struct?list_head????h_list;??
26. ????struct?list_head????node;??
27. };??

驱动层的主要函数接口如下表：

结合上述函数接口，我们需要在驱动层完成如下工作：分配、设置、注册一个结构体，并完成硬件相关的操作。

按照驱动的要求，定义模块的入口函数和出口函数。

编写入口函数buttons_init

1. int?buttons_init(void)??
2. {??
3. ????int?i,?error;??
4. ?????? ?
5. ????/*?1、分配一个input_dev空间*/??
6. ????buttons_dev?=?input_allocate_device();??
7. ????if?(!buttons_dev)??
8. ????????return?-ENOMEM;??
9. ?????? ?
10. ????/*?2、设置input_dev结构体?*/??
11. ????/*?2.1、buttons_dev可以产生按键类的事件?*/??
12. ????set_bit(EV_KEY,?buttons_dev->evbit);??
13. ????set_bit(EV_REP,?buttons_dev->evbit);??
14. ?????? ?
15. ????/*?2.2?能产生按键类事件中的哪一类事件:L?S?ENTER?LEFTSHIFT?*/??
16. ????set_bit(KEY_L,?????????buttons_dev->keybit);??
17. ????set_bit(KEY_S,?????????buttons_dev->keybit);??
18. ????set_bit(KEY_ENTER,?????buttons_dev->keybit);??
19. ????set_bit(KEY_LEFTSHIFT,?buttons_dev->keybit);??
20. ?????? ?
21. ????/*?3、注册buttons_dev?*/?????
22. ????error?=?input_register_device(buttons_dev);??
23. ????if?(error)?{??
24. ????????printk(KERN_ERR?"Unable?to?register?buttons_dev\n");??
25. ????????goto?fail;??
26. ????}??
27. ?? ?
28. ????/*?4、硬件相关的配置?*/??
29. ????init_timer(&button_timer);??
30. ????button_timer.function?=?button_timer_func;??
31. ????add_timer(&button_timer);??
32. ?????? ?
33. ????for(i=0;?i<4;?i++)??
34. ????{??
35. ????????request_irq(pins_desc[i].irq,?buttons_irq,?IRQT_BOTHEDGE,???
36. ????????????????????pins_desc[i].devname,?&pins_desc[i]);??
37. ????}??
38. ?????? ?
39. ????return?0;??
40. ????fail:??
41. ????????for(i=0;?i<4;?i++)??
42. ????????????free_irq(pins_desc[i].irq,?&pins_desc[i]);??
43. ????????input_free_device(buttons_dev);??
44. }??
    1. 第6行，为按键输入设备buttons_dev申请空间；
    2. 第12行，设置buttons_dev支持按键事件；
    3. 第16~19行，设置4个物理按键对应的按键事件，S2、S3、S4、S5分别对应"L"、"S"、"ENTER"、"LEFTSHIFT"事件；
    4. 调用input_register_device函数注册buttons_dev设备；
    5. 第29~31行，关于定时器的设置，用于按键消抖处理；
    6. 第33~37行，关于中断的注册，采用中断的方式检测按键，为了简化程序，定义一个pins_desc[4]结构体数组用于管理按键相关的信息，其定义如下：

       

    7. 第40行，一些错误处理。

出口函数代码如下：

1. static?void?buttons_exit(void)??
2. {??
3. ????int?i;??
4. ????for(i=0;?i<4;?i++)??
5. ????????free_irq(pins_desc[i].irq,?&pins_desc[i]);??
6. ????del_timer(&button_timer);??
7. ????input_unregister_device(buttons_dev);??
8. ????input_free_device(buttons_dev);??
9. }??

驱动层检测到按键时，需要向上层发送按键事件。这里在定时器中断服务函数中，调用input_event函数发送对应的按键事件，code和value，再调用input_sync函数结束报告。

1. void?button_timer_func(unsigned?long?arg)??
2. {??
3. ????struct?pin_desc?*?pindesc?=?irq_pd;??
4. ????unsigned?int?pinval?;??
5. ?????? ?
6. ????if(pindesc)??
7. ????{??
8. ????????pinval?=?s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin);??
9. ?????????? ?
10. ????????if(pinval)/*?最后一个参数?松开:0??按下:1?*/??
11. ????????{??
12. ????????????input_event(buttons_dev,?EV_KEY,?pindesc->key_val,?0);??
13. ????????????input_sync(buttons_dev);??
14. ????????}??
15. ????????else??
16. ????????{??
17. ????????????input_event(buttons_dev,?EV_KEY,?pindesc->key_val,?1);??
18. ????????????input_sync(buttons_dev);??
19. ????????}??
20. ????}??
21. }??

至此，基于输入子系统的按键驱动程序就已编写结束。

4实验验证

将编写的驱动代码进行编译、挂载。通过ls -l /dev/event*命令，可以查看到已经挂载的驱动设备/dev/event1。

方法一

使用hexdump /dev/event1命令，查看/dev/event1的十六进制编码。

这里我们需要查看这些数据都表示些什么含义？

首先找到evdev_read函数，该函数中通过evdev_event_to_user函数将input_event事件发送至用户空间，其中input_event结构体定义如下：

对应到显示的数据的含义如图所示。

从读出的16进制数据显示，说明按键驱动可以正常工作。

方法二

若未使用QT，可执行cat /dev/tty1命令，再按下按键时，就会输出对应的按键值。

若在执行exec 0</dev/tty1命令，将/dev/tty1设置为标准输入，此时就可通过按键输入ls命令，并在终端上显示执行结果。

2linux输入子系统-按键驱动程序

原文：https://www.cnblogs.com/beijiqie1104/p/11424982.html