linux_davinci按键驱动

一、概述
该按键驱动原理虽简单，但是在处理中却运用到了Linux驱动中中断的一些关键技术，比如“顶半部”和“底半部”使用，等待队列的设置。
这里“顶半部”即中断处理函数运行时间很短，基本就做了两件事：1、关中断；2、调用定时器。具体代码如下：

二、需要的结构定义
#define STATUS_NOKEY    0 //无按键状态，按键抬起
#define STATUS_DOWNX 1 //有按键状态，但不确定
#define STATUS_DOWN  2 //等释放状态，确定按下

#define BUF_HEAD (keydev.buf[keydev.head])
#define BUF_TAIL (keydev.buf[keydev.tail])
#define INCBUF(x,mod) ((++(x)) & ((mod)-1))
#define MAX_BUTTON_BUF    16 //按键缓冲区大小
#define BUTTON_MAJOR    232           // major device NO./* 主设备号 */
#define DEVICE_NAME    "Key-IN1" /*定义设备驱动的名字，或设备节点名称*/
#define RTU_KEY_IN1    GPIO_TO_PIN(6, 10)

struct button_irq_desc {
    int irq;
    unsigned long flags;
    char *name;
};

/* 用来指定按键所用的外部中断引脚及中断触发方式, 名字 */
static struct button_irq_desc button_irqs[] = {
    {gpio_to_irq(RTU_KEY_IN1),IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY_IN1"}, /* K1 */
};

//按键结构体
typedef struct key_dev{
    unsigned int keyStatus; //按键状态
    unsigned char buf[MAX_BUTTON_BUF];//按键缓冲区
    unsigned int head,tail;//按键缓冲区头和尾
    wait_queue_head_t wq;//等待队列
    struct timer_list key_timer;//按键去抖定时器
    struct cdev cdev;//cdev结构体
} KEY_DEV;

static KEY_DEV keydev;
static struct class *buttons_class;

三、具体实现
static unsigned char get_key(int irqno)
{
    return (gpio_get_value(RTU_KEY_IN1) >> 10);//返回的数值是寄存器IN_DATA67的数值，取第10位的值，即GPIO6_10的数值
}

static void (*keyEvent)(unsigned long key);

static void keyEvent_raw(unsigned long key)
{
    BUF_HEAD=key;//添加到buffer头
    keydev.head=INCBUF(keydev.head,MAX_BUTTON_BUF);
    wake_up_interruptible(&keydev.wq);//唤醒等待队列
}

static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq,void *dev_id)
{
//    disable_irqs();//关闭中断，转入查询状态
    keydev.keyStatus=STATUS_DOWNX;//转为不确定状态
    keydev.key_timer.data=get_key(irq)|(irq<<8);//低8位存放键值，高位存放中断号
    keydev.key_timer.expires=jiffies+HZ/50;//延迟20ms
    add_timer(&keydev.key_timer);//启动定时器
    return IRQ_HANDLED;
}

static int buttons_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
    int i;
    int ret=0;

    for (i = 0; i <sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++)
    {    // 注册中断处理函数，设置GP6[10]IO口为中断下降沿有效的触发方式
        ret = request_irq(gpio_to_irq(RTU_KEY_IN1), buttons_interrupt, button_irqs[i].flags, button_irqs[i].name, (void *)&button_irqs[i]);
        if(ret)
        {
            break;
        }
    }

    if(ret)
    {//中断申请失败处理，释放已经注册的中断
        i--;
        for(; i>= 0; i--)
            free_irq(gpio_to_irq(RTU_KEY_IN1), (void *)&button_irqs[i]);
        return -EBUSY;
    }

    keydev.head=keydev.tail=0;//清空按键动作缓冲区
    keyEvent=keyEvent_raw; //函数指针指向按键处理函数
    return 0;
}


static void key_timer_handler(unsigned long key)
{
    if( get_key(key) == (key & 0xff) )
    {//仍处于按下状态
        if(keydev.keyStatus==STATUS_DOWNX){//从中断进入
            keydev.keyStatus=STATUS_DOWN;
            keydev.key_timer.expires=jiffies+HZ/5;//延迟200毫秒
            keyEvent(key & 0xff);//记录键值，唤醒等待队列
            add_timer(&keydev.key_timer);
        }
        else{//keyStatus=STATUS_DOWN
            keydev.key_timer.expires=jiffies+HZ/5;//延迟200毫秒
            add_timer(&keydev.key_timer);
        }
    }
    else{//键已抬起
        keydev.keyStatus=STATUS_NOKEY;
//        enable_irqs();//使能irq
    }
}

static void keyEvent_dummy(unsigned long key) {}

static int buttons_close(struct inode *inode,struct file *filp)
{
    keyEvent=keyEvent_dummy;//函数指针指向空函数
    return 0;
}

static unsigned char keyRead(void)
{
    unsigned char key_ret;
    key_ret=BUF_TAIL;
    keydev.tail=INCBUF(keydev.tail,MAX_BUTTON_BUF);
    return key_ret;
}

static ssize_t buttons_read(struct file *filp,char *buffer,size_t count,loff_t *ppos)
{
    static unsigned char key_ret;
    unsigned long flag;
retry:
    if(keydev.head!=keydev.tail){//当前循环队列中有数据
        local_irq_save(flag); //进入临界区，关闭中断
        key_ret=keyRead();//读取按键
        local_irq_restore(flag); //退出临界区
        copy_to_user(buffer,(char *)&key_ret,1);
        return 1;
    }
    else {
        if(filp->f_flags & O_NONBLOCK) //若用户采用非阻塞方式读取
            return -EAGAIN;
        interruptible_sleep_on(&keydev.wq);//采用阻塞方式读取
        goto retry;
    }
    return 0;
}


static struct file_operations buttons_fops =
{
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = buttons_open, /*open()*/
    .release = buttons_close, /*release()*/
    .read = buttons_read, /*read()*/
};

static void buttons_setup_cdev(void)/* 初始化并注册cdev */
{
    int err,devno = MKDEV(BUTTON_MAJOR,0);
    cdev_init(&keydev.cdev,&buttons_fops);
    keydev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    keydev.cdev.ops = &buttons_fops;
    err = cdev_add(&keydev.cdev, devno, 1);
    if (err)
        printk(KERN_NOTICE "Error %d adding utukey", err);
}
static struct gpio gpios_6_array[] =
{
    { GPIO_TO_PIN(6, 10), GPIOF_IN,"RTU_KEY_IN1"},
};

static int __init buttons_init(void)
{
    int result;
    dev_t devno = MKDEV(BUTTON_MAJOR,0);//用主次设备号生成设备号

    //申请GPIO，并设置为输入
    int ret = gpio_request_array(gpios_6_array, ARRAY_SIZE(gpios_6_array));
    if (ret < 0)
    {
        printk(KERN_ALERT "Cannot open GPIO 6_array\n");
        gpio_free_array(gpios_6_array, ARRAY_SIZE(gpios_6_array));
    }

    /* 申请设备号 */
    if (BUTTON_MAJOR)
        result = register_chrdev_region(devno, 1, DEVICE_NAME);
    else//动态申请设备号
    {
        result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, DEVICE_NAME);
        int button_major = MAJOR(devno);
        printk(KERN_INFO "Todo: mknod /dev/%s c %d 0\n", DEVICE_NAME, button_major);
    }
    if (result < 0)
        return result;

    buttons_setup_cdev();
    keydev.head=keydev.tail=0;//初始化按键缓冲区
    keydev.keyStatus=STATUS_NOKEY;//初始化按键状态
    init_waitqueue_head(&keydev.wq);//初始化等待队列
    init_timer(&keydev.key_timer);//初始化定时器，实现软件去抖
    keydev.key_timer.function=key_timer_handler;

    //生成sysfs文件系统所需的class和属性文件
    buttons_class = class_create(THIS_MODULE,DEVICE_NAME);
    if(IS_ERR(buttons_class))
    {
        printk(KERN_ALERT"err:fail in buttons_class!\n");
        return -1;
    }
    device_create(buttons_class,NULL,MKDEV(BUTTON_MAJOR,0),NULL,DEVICE_NAME);
    printk(KERN_WARNING"buttons Module initialed!\n");
}

static void __exit buttons_exit(void)
{
    cdev_del(&keydev.cdev); // 注销cdev
    unregister_chrdev_region(MKDEV(BUTTON_MAJOR, 0), 1); // 释放设备号
    device_destroy(buttons_class,MKDEV(BUTTON_MAJOR,0));
    class_destroy(buttons_class);
}

module_init(buttons_init);
module_exit(buttons_exit);

MODULE_AUTHOR("WBL");
MODULE_DESCRIPTION("Davinci BUTTON Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");