Linux驅動之按鍵驅動編寫(查詢方式)


Linux驅動之LED驅動編寫已經詳細介紹了一個驅動的編寫過程,接着來寫一個按鍵驅動程序,主要是在file_operations結構中添加了一個read函數。還是分以下幾步說明

1、查看原理圖,確定需要控制的IO端口

2、查看芯片手冊,確定IO端口的寄存器地址

3、編寫驅動代碼

4、確定應用程序功能,編寫測試代碼。

5、編寫Makefile,編譯驅動代碼與測試代碼,在開發板上運行

 

1、查看原理圖,確定需要控制的IO端口

打開原理圖,確定需要控制的IO端口為GPF0、GPF2、GPG3、GPG11

 

2、查看芯片手冊,確定IO端口的寄存器地址,可以看到因為用了兩組GPIO端口,所以它的基地址分別為0x56000050、0x56000060

 

 

3、編寫驅動代碼,編寫驅動代碼的步驟如下:

 1)、編寫出口、入口函數。代碼如下,具體說明參考Linux驅動之LED驅動編寫

static int second_drv_init(void)
{
    Secondmajor = register_chrdev(0, "buttons", &second_drv_ops);//注冊驅動程序

    if(Secondmajor < 0)
        printk("failes 1 buttons_drv register\n");
    
    second_drv_class = class_create(THIS_MODULE, "buttons");//創建類
    if(second_drv_class < 0)
        printk("failes 2 buttons_drv register\n");
    second_drv_class_dev = class_device_create(second_drv_class, NULL, MKDEV(Secondmajor,0), NULL,"buttons");//創建設備節點
    if(second_drv_class_dev < 0)
        printk("failes 3 buttons_drv register\n");

    
    gpfcon = ioremap(0x56000050, 16);//重映射
    gpfdat = gpfcon + 1;
    gpgcon = ioremap(0x56000060, 16);//重映射
    gpgdat = gpgcon + 1;

    printk("register buttons_drv\n");
    return 0;
}

static void second_drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(Secondmajor,"buttons");

    class_device_unregister(second_drv_class_dev);
    class_destroy(second_drv_class);

    iounmap(gpfcon);
    iounmap(gpgcon);

    printk("unregister buttons_drv\n");
}


module_init(second_drv_init);
module_exit(second_drv_exit);

 2)、添加file_operations 結構體,這個是字符設備驅動的核心結構,所有的應用層調用的函數最終都會調用這個結構下面定義的函數

static struct file_operations second_drv_ops = 
{
    .owner = THIS_MODULE,
    .open =  second_drv_open,
    .read  = second_drv_read,
};

3)、分別編寫file_operations 結構體下的open、read函數。其中open函數主要將相應的IO端口配置成輸入功能,read函數主要是讀出IO端口的高低電平,然后傳給應用程序處理。函數為copy_to_user,第一個參數為目標地址(即傳到應用層的地址),第二個參數位源地址(即在內核里的地址),第三個參數為傳的個數。

static int second_drv_open (struct inode * inode, struct file * file)
{
    /*配置gpf0、gpf2 io端口為輸入*/
    *gpfcon &= ~((3<<(0*2)) | (3<<(2*2)));
    
    /*配置gpg3、gpg11 io端口為輸入*/
    *gpgcon &= ~((3<<(3*2)) | (3<<(11*2)));

    return 0;
}


static ssize_t second_drv_read(struct file * file, char __user * userbuf, size_t count, loff_t * off)
{
    unsigned char key_values[4];
    unsigned long key_value;
    int ret;

    if(count != sizeof(key_values))
    {
        printk("read error\n");
        return -1;
    }
    /*讀取gpf0、gpf2 io端口*/
    key_value = *gpfdat;
    key_values[0] =( (key_value>>0)&0X01) ? 1:0;
    key_values[1] =( (key_value>>2)&0X01) ? 1:0;

    /*讀取gpg3、gpg11 io端口*/
    key_value = *gpgdat;
    key_values[2] =( (key_value>>3)&0X01) ? 1:0;
    key_values[3] =( (key_value>>11)&0X01) ? 1:0;

    ret = copy_to_user(userbuf, key_values, sizeof(key_values));
    if(ret)
    {
        printk("copy error\n");
        return -1;
    }
    return sizeof(key_values);
}

4)、整體代碼

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <asm/io.h>        //含有iomap函數iounmap函數
#include <asm/uaccess.h>//含有copy_from_user函數
#include <linux/device.h>//含有類相關的處理函數



static struct class *second_drv_class;//
static struct class_device *second_drv_class_dev;//類下面的設備
static int Secondmajor;

static unsigned long *gpfcon = NULL;
static unsigned long *gpfdat = NULL;
static unsigned long *gpgcon = NULL;
static unsigned long *gpgdat = NULL;


static int second_drv_open (struct inode * inode, struct file * file)
{
    /*配置gpf0、gpf2 io端口為輸入*/
    *gpfcon &= ~((3<<(0*2)) | (3<<(2*2)));
    
    /*配置gpg3、gpg11 io端口為輸入*/
    *gpgcon &= ~((3<<(3*2)) | (3<<(11*2)));

    return 0;
}


static ssize_t second_drv_read(struct file * file, char __user * userbuf, size_t count, loff_t * off)
{
    unsigned char key_values[4];
    unsigned long key_value;
    int ret;

    if(count != sizeof(key_values))
    {
        printk("read error\n");
        return -1;
    }
    /*讀取gpf0、gpf2 io端口*/
    key_value = *gpfdat;
    key_values[0] =( (key_value>>0)&0X01) ? 1:0;
    key_values[1] =( (key_value>>2)&0X01) ? 1:0;

    /*讀取gpg3、gpg11 io端口*/
    key_value = *gpgdat;
    key_values[2] =( (key_value>>3)&0X01) ? 1:0;
    key_values[3] =( (key_value>>11)&0X01) ? 1:0;

    ret = copy_to_user(userbuf, key_values, sizeof(key_values));
    if(ret)
    {
        printk("copy error\n");
        return -1;
    }
    return sizeof(key_values);
}



static struct file_operations second_drv_ops = 
{
    .owner = THIS_MODULE,
    .open =  second_drv_open,
    .read  = second_drv_read,
};

static int second_drv_init(void)
{
    Secondmajor = register_chrdev(0, "buttons", &second_drv_ops);//注冊驅動程序

    if(Secondmajor < 0)
        printk("failes 1 buttons_drv register\n");
    
    second_drv_class = class_create(THIS_MODULE, "buttons");//創建類
    if(second_drv_class < 0)
        printk("failes 2 buttons_drv register\n");
    second_drv_class_dev = class_device_create(second_drv_class, NULL, MKDEV(Secondmajor,0), NULL,"buttons");//創建設備節點
    if(second_drv_class_dev < 0)
        printk("failes 3 buttons_drv register\n");

    
    gpfcon = ioremap(0x56000050, 16);//重映射
    gpfdat = gpfcon + 1;
    gpgcon = ioremap(0x56000060, 16);//重映射
    gpgdat = gpgcon + 1;

    printk("register buttons_drv\n");
    return 0;
}

static void second_drv_exit(void)
{
    unregister_chrdev(Secondmajor,"buttons");

    class_device_unregister(second_drv_class_dev);
    class_destroy(second_drv_class);

    iounmap(gpfcon);
    iounmap(gpgcon);

    printk("unregister buttons_drv\n");
}


module_init(second_drv_init);
module_exit(second_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

 

4、確定應用程序功能,編寫測試代碼。

測試程序實現四個按鍵中有一個按鍵按下時,打印出四個按鍵的按鍵值。./sencond_test。直接看代碼

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

/*
  *usage ./buttonstest
  */
int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    char* filename="dev/buttons";
   unsigned char key_val[4];
  unsigned long cnt=0;
    fd = open(filename, O_RDWR);//打開dev/firstdrv設備文件
    if (fd < 0)//小於0說明沒有成功
    {
        printf("error, can't open %s\n", filename);
        return 0;
    }
    
    if(argc !=1)
    {
        printf("Usage : %s ",argv[0]);
     return 0;
    }

  while(1)
  {
     read(fd, key_val, sizeof(key_val));
    if(!key_val[0] || !key_val[1] || !key_val[2] || !key_val[3])
     printf("%d key pressed %d %d %d %d\n",cnt++,key_val[0],key_val[1],key_val[2],key_val[3]);
  }
    
   return 0;
}

 

5、編寫Makefile,編譯驅動代碼與測試代碼,在開發板上運行

Makefile源碼如下:

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6

all:
        make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules //M='pwd'表示當前目錄。這句話的意思是利用內核目錄下的Makefile規則來編譯當前目錄下的模塊

clean:
        make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
        rm -rf modules.order

obj-m   +=sencond_drv.o//調用內核目錄下Makefile編譯時需要用到這個參數

1)、然后在當前目錄下make后編譯出second_drv.ko文件

2)、arm-linux-gcc -o second_test second_test.c編譯出second_test測試程序

3)、cp second_drv.ko second_test /work/nfs_root將編譯出來的文件拷貝到開發板掛接的網絡文件系統上

4)、執行insmod second_drv.ko加載驅動。

5)、./second_test測試程序,按下按鍵,成功打印按鍵值,用top命令查看應用程序發現second_test程序占用了99%的CPU資源,這個驅動程序還需要完善。

 

 


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