按键驱动程序设计

一、混杂设备驱动模型
1.概念
在Linux系统中，存在一类字符设备，它们拥有相同的主设备号（10），但次设备号不同，我们称这类设备为混杂设备(miscdevice)。所有的混杂设备形成一个链表，对设备访问时内核根据次设备号查找到相应的混杂设备。

2.设备描述
Linux中使用struct miscdevice来描述一个混杂设备。

struct miscdevice {

    int minor; /* 次设备号*/

    const char *name; /* 设备名*/

    const struct file_operations *fops; /*文件操作*/

    struct list_head list;

    struct device *parent;

    struct device *this_device;

};

3.设备注册
Linux中使用misc_register函数来注册一个混杂设备驱动。

int misc_register(struct miscdevice * misc);

二、 Linux中断处理程序
1.裸机中断处理流程回顾
①初始化寄存器设置，中断有一个统一的入口
②事先设置中断处理程序
③根据中断源编号，调用中断处理程序

2.Linux中断处理流程分析
中断入口：__irq_svc（entry-arm.S）
①拿到产生中断源的编号（中断号）
②根据中断号，找到相应的irq_desc结构
③取出事先注册好的处理函数运行


3.Linux中断处理程序设计
3.1 中断注册
request_irq函数用于注册中断。
int requset_irq(unsigned int irq, void (*handler)(int , void *, struct pt_regs *), unsigned long flags, const char *devname, void *dev_id);
返回：0表示成功，失败返回错误码
unsigned int irq:中断号
void (*handler)(int , void *):中断处理函数。
unsigned long flags:与中断管理有关的各种选项。
const char *devname:设备名。
void *dev_id:共享中断时使用。

在flags参数中，可以选择一些与中断管理有关的选项,如:
    IRQF_DISABLED（SA_INTERRUPT）

如果设置该位，表示是一个“快速”中断处理程序；如果没有设置这位，那么是一个“慢速”中断处理程序。

    IRQF_SHARED（SA_SHIRQ）

该位表明该中断号是多个设备共享的。

快/慢速中断的主要区别在于：快速中断保证中断处理的原子性(不被打断)，而慢速中断则不保证。
换句话说，也就是“开启中断”标志位(处理器IF)在运行快速中断处理程序时是关闭的，因此在服务该中断时,不会被其他类型的中断打断;
而调用慢速中断处理时，其它类型的中断仍可以得到服务。

3.2 中断处理程序
中断处理程序的特别之处是在中断上下文中运行的，它的行为受到某些限制:

1.不能使用可能引起阻塞的函数

2.不能使用可能引起调度的函数

3.3 注销中断
当设备不再需要使用中断时(通常在驱动卸载时), 应当把它们注销, 使用函数:

void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);

四、按键驱动硬件操作实现
key.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/irqreturn.h>
#include <linux/interrupt.h>

#define GPFCON (volatile unsigned long*) 0x56000050
#define GPFDAT (volatile unsigned long*) 0x56000054


irqreturn_t  key_int(int irq, void *dev_id)
{
    //1.检测是否发生了按键中断

    //2.清除已经发生的按键中断

    //3.打印按键值
    printk("key down!\n");

    return 0;
}

void key_hw_init()
{
    unsigned int *gpio_config;
    unsigned short data;

    gpio_config = ioremap(GPFCON,4);
    data = readw(gpio_config);
    data &= ~0b11;
    data |= 0b10;
    writew(data, gpio_config);
}

int key_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}

struct file_operations key_fops = {
    .open = key_open,
};

struct miscdevice key_miscdev = {
    .minor = 200,
    .name = "tq2400key",
    .fops = &key_fops,
};

static int button_init()
{
    int ret;
    ret = misc_register(&key_miscdev);
    if(ret != 0)
    {
        printk(KERN_ERR"misc_register failed\n");
    }
    //按键初始化
    key_hw_init();
    //注册中断处理程序
    ret = request_irq(IRQ_EINT0, &key_int, IRQF_TRIGGER_FALLING, "tq2440key", 0);
    if(ret != 0)
    {
        printk(KERN_ERR"request_irq failed,ret is %d\n",ret);
    }
    return 0;
}

static void button_exit()
{
    misc_deregister(&key_miscdev);
    //注销中断处理函数
    free_irq(IRQ_EINT0, 0);
}

module_init(button_init);
module_exit(button_exit);

4.2错误总结
一开始装在内核按键后一直没反应。连内核加载成功都没有提示，甚至应该提示没有GPL协议之类的都没有。才觉得可能出错了。
助手杨给的建议：

中断号对么  

中断注册成功了么  

中断程序进去了么   

还能够再次进入中断么

于是加了ret看看有没有出错：果然提示request_irq failed,ret is -16

一查中断号冲突了

这个表明内核已经编译好了，去内核中用make menuconfig ARCH=arm去掉（用/button查到的）

Symbol: TQ2440_IRQ_BUTTON [=n]                                                   │  

  │ Prompt: EmbedSky TQ2440 Board user buttons                                       │  

  │   Defined at drivers/input/keyboard/Kconfig:336                                  │  

  │   Depends on: !S390 && INPUT && INPUT_KEYBOARD && ARCH_S3C2440                   │  

  │   Location:                                                                      │  

  │     -> Device Drivers                                                            │  

  │       -> Input device support                                                    │  

  │         -> Generic input layer (needed for keyboard, mouse, ...) (INPUT [=y])    │  

  │           -> Keyboards (INPUT_KEYBOARD [=y])  

然后就成功了