按键驱动

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按键驱动可以有两种方式实现：一种是查询法，一种是中断法。查询法的确定非常耗资源，在一个高效的系统中，不应使用查询法来获取按键值，优点是程序代码简单。故一般只在bootloader中使用这种方式。中断法优点是不耗资源，驱动时程序实现起来较复杂。

中断法采用的设计思想是：应用程序来读按键的键值，如果没有按键按下的时候，进程休眠，当有按键按下的时候在中断程序中唤醒进程。

按键驱动的实现步骤：

1.定义一个等待队列

2.在模块加载函数中使用request_irq函数注册中断，request_irq函数中有五个参数，分别是中断号，中断处理函数，中断的触发方式，名字，和传入中断函数的参数（该参数在共享中断中用于区分是哪一个触发的中断）。

3.在read函数中使用wait_event_interruptible函数有条件休眠进程，该休眠方式是可中断休眠。wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press); 当ev_press为真时，立即返回，当ev_press为假时，进入可中断休眠。并将该进程挂载button_waitq定义的等待队列上。

4.在中断处理函数中使用wake_up_interruptible函数唤醒进程。

wake_up_interruptible(&button_waitq);

处在于中断处理程序是在中断上下文中运行的，它的行为受到某些限制:

1.不能向用户空间发送或接受数据

2.不能使用可能引起阻塞的函数

3.不能使用可能引起调度的函数

一些命令：

cat /proc/interrupts  查看当前注册的中断

exec 5

关闭设备文件exec 5<&-  关闭之前打开5指向的设备文件。

对于应用程序来说：可以使用去读按键键值，没有按键按下就休眠。也可以让应用程序一直休眠，当有按键按下的时候，在驱动的中断处理函数中给应用程序发信号，唤醒应用程序，让它来读取数据。这是就用到了file_operations中的.fasync函数。

在驱动中.fasync函数实现很简单，如下：

static struct fasync_struct * fapp;

static int buttons_fasync(int fd, struct file *filp, int on)

{

return fasync_helper(fd, filp, on, &fapp);

}

在中断处理函数中，当有按键按下，给应用程序发信号。

使用函数kill_fasync(&fapp, SIGIO, POLL_IN);

在应用程序中：

A.使用函数signal(SIGIO, my_signal_fun)注册信号处理函数my_signal_fun

B.调用fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());  // 告诉内核，发给谁，即将进程的pid告诉内核

C.Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);   

D.fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);  // 改变fasync标记，最终会调用到驱动的faync > fasync_helper：初始化/释放fasync_struct

E.在信号处理函数中，读取按键值

信号量

信号量（semaphore）是用于保护临界区的一种常用方法，只有得到信号量的进程才能执行临界区代码。

当获取不到信号量时，进程进入休眠等待状态。

定义信号量

struct semaphore sem;

初始化信号量

void sema_init (struct semaphore *sem, int val);

void init_MUTEX(struct semaphore *sem);//初始化为0

static DECLARE_MUTEX(button_lock);     //定义互斥锁

获得信号量

void down(struct semaphore * sem);

int down_interruptible(struct semaphore * sem); 

int down_trylock(struct semaphore * sem);

释放信号量

void up(struct semaphore * sem);

阻塞操作    

是指在执行设备操作时若不能获得资源则挂起进程，直到满足可操作的条件后再进行操作。

被挂起的进程进入休眠状态，被从调度器的运行队列移走，直到等待的条件被满足。

非阻塞操作  

进程在不能进行设备操作时并不挂起，它或者放弃，或者不停地查询，直至可以进行操作为止。

fd = open("...", O_RDWR | O_NONBLOCK); 

按键是一个机械结构，在按下的时候难免会发生机械抖动，为了解决这一个问题，我们引入了内核定时器，这样来实现按键的去抖，对于内核定时器的使用，总价为以下几点：

1. 定义一个struct timer_list结构；

2. 使用init_timer函数初始化定时器

3. 设置超时函数，即timer_list结构中.function成员

4. 使用add_timer函数添加定时器

5. 使用mod_timer重新设置定时器超时时间

在入口函数中添加了定时器，在出口函数中应该删除定时器，使用del_timer函数。

为了提供统一的接口，在内核中实现了一套input子系统，实现这个操作的步骤：

1. 分配一个struct input_dev结构，使用input_allocate_device函数实现

2. 设置能产生那类事件，使用set_bit函数实现

3. 能参数这类事件中的哪些事件，使用set_bit函数实现

4. 注册input_dev结构

5. 在发生中断的时候使用input_event函数上报事件（对于按键来说，有按下弹起两种事件），上报完后使用input_sync再上报同步事件

Input系统代码：

static struct input_dev  *buttons_dev;

在入口函数中：

/* 分配一个input_dev结构 */

buttons_dev = input_allocate_device();

/* 设置 input_dev结构*/

set_bit(EV_KEY, buttons_dev->evbit); // 能产生按键类事件

set_bit(KEY_L, buttons_dev->keybit); // 能产生按键事件中，键值为L的事件

在中断函数中：

/* 上报产生了键值为pin_pd->keyval的按键松开时的事件 */ 

input_event(buttons_dev, EV_KEY, pin_pd->keyval, 0); 

/* 上报产生了键值为pin_pd->keyval的按键按下时的事件 */ 

input_event(buttons_dev, EV_KEY, pin_pd->keyval, 1); 

/* 上报完事件后应上报一个同步信号告诉内核，已上报完 */

input_sync(buttons_dev);

以上内容全是本人凭个人理解写出的：如有错误请多包涵，若能指出，本人将万分感激。