2021年03月23日 | S3C6410开发板按键驱动代码分析及测试代码分析

在本文中，我们对S3C6410开发板按键驱动代码的实现过程进行分析，然后通过一个实例对按键功能进行测试。在本文的资源中包含了设备驱动的源码和测试的源码。

一、设备驱动源码分析

按键的设备驱动主要实现了模块的初始化、模块的卸载、设备打开、设备关闭、设备读取、设备阻塞功能。

1、模块初始化

模块的初始化的源码如下所示。

static int __init dev_init(void)

{

int ret;

ret = misc_register(&misc);

printk (DEVICE_NAME"tinitializedn");

return ret;

}

这段代码只实现了一个功能，就是使用misc_register()函数向内核注册按键的混杂设备。

2、模块卸载

模块卸载的代码比较简单，如下所示。

static void __exit dev_exit(void)

{

misc_deregister(&misc);

}

模块卸载代码实现的功能是将按键的混杂设备从内核中取消注册。

3、设备打开

设备打开代码主要实现了按键对应的GPIO接口的初始化。

static int s3c64xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

    int i;

    int err = 0;

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

if (button_irqs[i].irq < 0) {

continue;

}

        err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, 

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

        if (err)

            break;

    }

    if (err) {

        i--;

        for (; i >= 0; i--) {

    if (button_irqs[i].irq < 0) {

continue;

    }

    disable_irq(button_irqs[i].irq);

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

        }

        return -EBUSY;

    }

    ev_press = 1;

    return 0;

}

在这段代码中，使用request_irq()函数用来初始化GPIO接口，主要是开启了GPIO接口的输入中断功能，将中断号与中断处理函数、中断描述结构体绑定在一起。其中，button_irqs[i].irq是中断号，buttons_interrupt是中断处理函数，(void *)&button_irqs[i]是指向中断描述结构体的指针，函数还将中断的模式设置为双边沿触发。当按下或松开按键时，会产生下降沿或上升沿，就会触发中断，中断会把相应的中断描述结构体保持下来，并转到buttons_interrupt函数去处理中断。

buttons_interrupt()函数的源码如下所示。

static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)

{

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

int down;

int number;

unsigned tmp;

udelay(0);

number = button_irqs->number;

switch(number) {

case 0: case 1: case 2: case 3: case 4: case 5:

tmp = readl(S3C64XX_GPNDAT);

down = !(tmp & (1< break;

case 6: case 7:

tmp = readl(S3C64XX_GPLDAT);

down = !(tmp & (1 << (number + 5)));

break;

default:

down = 0;

}

if (down != (key_values[number] & 1)) {

key_values[number] = '0' + down;

        ev_press = 1;

        wake_up_interruptible(&button_waitq);

    }

    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);

}

中断处理函数的重要输入是中断描述结构体dev_id，结构体内部包含了，中断号、按键编号、以及按键名。程序根据按键编号对GPIO数据寄存器的值进行读取，从而判断外部输入电平的状态，并将按键状态保存到key_values[ ]数组中，‘1’代表按键按下，‘0’代表按键没有按下。当按键状态有变化时，程序调用wake_up_interruptible(&button_waitq);将阻塞的内核排队队列唤醒。

4、设备关闭

设备关闭代码如下所示

static int s3c64xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)

{

    int i;

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

if (button_irqs[i].irq < 0) {

    continue;

}

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

    }

    return 0;

}

功能比较简单，主要是将按键的中断功能禁止。

5、设备读取

设备的读取代码主要是读取8个按键的状态，代码如下。

static int s3c64xx_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

    wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);

    }

    ev_press = 0;

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

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

}

代码实现的功能是将设备状态数组key_values[ ]回传到用户程序的buf中。

6、设备阻塞

设备阻塞函数是用来相应用户空间的select()系统调用函数的，代码如下

static unsigned int s3c64xx_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;

}

阻塞函数功能比较简单，是在没有按键按下或松开时将程序阻塞，当有按键按下或松开时退出阻塞状态。

二、测试代码分析

编写了一个简单的测试代码对按键的驱动进行测试，代码如下。

int main()

{

int fd_led,fd_key;

fd_set read_set;

int max_fd;

struct timeval timeout;

int ret;

char buf[8];

fd_led = open("/dev/leds",0);

fd_key = open("/dev/buttons",O_RDONLY);

if(fd_led<0||fd_key<0)

{

fprintf(stderr,"can't open leds or buttons!n");

return 1;

}

while(1)

{

//清零描述符集合

FD_ZERO(&read_set);

FD_SET(fd_key,&read_set);

max_fd = fd_key;

//设置超时时间

timeout.tv_sec=3;

timeout.tv_usec=0;

ret = select(max_fd+1, &read_set, 0, 0, &timeout);

if(ret>0)

{

read(fd_key,buf,8);

if(buf[0]=='1')

{

ioctl(fd_led,1,0);

}

else

{

ioctl(fd_led,0,0);

}

if(buf[1]=='1')

{

ioctl(fd_led,1,1);

}

else

{

ioctl(fd_led,0,1);

}

if(buf[2]=='1')

{

ioctl(fd_led,1,2);

}

else

{

ioctl(fd_led,0,2);

}

if(buf[3]=='1')

{

ioctl(fd_led,1,3);

}

else

{

ioctl(fd_led,0,3);

}

}

}

close(fd_key);

close(fd_led);

return 0;

}

在这个代码中，通过select()函数将程序阻塞，等待按键的状态变化。当按键状态有变化时，读取按键状态，并根据按键状态对LED灯进行控制。当按键按下时，将相应的LED灯点亮；松开按键时，将相应的LED灯熄灭。