Linux驱动之一个简单的输入子系统程序编写

的在Linux驱动之输入子系统简析已经分析过了输入子系统的构成，它是由设备层、核心层、事件层共同组成的。其中核心层提供一些设备层与事件层公用的函数，比如说注册函数、反注册函数、事件到来的处理函数等等；事件层其实在Linux内核里面已经帮我们写好了很多有关的事件；而设备层就跟我们新添加到输入系统的具体设备相关了。这里以JZ2440开发板上的4个按键作为输入子系统的按键：它定义的功能分别为：KEY_L、KEY_S、KEY_ENTER、KEY_LEFTSHIFT。这几个值是在include\linux\input.h中被定义的。接下来就是编写程序：

直接贴出源程序：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <asm/io.h>        //含有iomap函数iounmap函数
#include <asm/uaccess.h>//含有copy_from_user函数
#include <linux/device.h>//含有类相关的处理函数
#include <asm/arch/regs-gpio.h>//含有S3C2410_GPF0等相关的
#include <linux/irq.h>    //含有IRQ_HANDLED\IRQ_TYPE_EDGE_RISING
#include <asm-arm/irq.h>   //含有IRQT_BOTHEDGE触发类型
#include <linux/interrupt.h> //含有request_irq、free_irq函数
#include <linux/poll.h>
#include <asm-generic/errno-base.h>  //含有各种错误返回值
#include <linux/input.h>                    //含有输入子系统相关的类型
//#include <asm-arm\arch-s3c2410\irqs.h>

struct pin_desc
{
    char * name;          //名称
    unsigned int pin;     //管脚定义
    unsigned int irq;     //中断号
    unsigned int key_val; //按键值
};

static struct pin_desc  pins_desc[] = //初始化四个按键
{
    {"S2",S3C2410_GPF0,IRQ_EINT0,KEY_L},
    {"S3",S3C2410_GPF2,IRQ_EINT2,KEY_S},
    {"S4",S3C2410_GPG3,IRQ_EINT11,KEY_ENTER},
    {"S5",S3C2410_GPG11,IRQ_EINT19,KEY_LEFTSHIFT}
};

static struct pin_desc *pin_des=NULL;

static struct timer_list inputbuttons_timer;//新建一个定时器

static struct input_dev *buttons_input;     //新建一个输入子系统的设备层结构

/*
 *利用dev_id的值为pins_desc来判断是哪一个按键被按下或松开
 *中断处理程序主要是将发生中断的按键记录下来，然后修改定时器的定时时间为10ms
 */
static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
    pin_des = (struct pin_desc *)dev_id;            //取得哪个按键被按下的状态
    mod_timer(&inputbuttons_timer, jiffies+HZ/);//10ms之后调用定时器处理函数

    return IRQ_HANDLED;
}

/*
 *定时器的处理程序，主要根据按下的按键，通过input_event函数上传事件
 */
static void inputbuttons_timer_timeout(unsigned long a)
{
    unsigned int pin_val;

    if(pin_des==NULL)
        return;
    else
    {

        pin_val = s3c2410_gpio_getpin(pin_des->pin);

        /*0松开,1按下*/
        if(pin_val) //按键松开
        {
                   input_event(buttons_input,EV_KEY, pin_des->key_val, );
                //input_sync(buttons_input);//上传同步事件，似乎没什么作用
        }
        else
        {
                  input_event(buttons_input,EV_KEY, pin_des->key_val, );
                //input_sync(buttons_input);//上传同步事件
        }
    }
}

/*
 *模块入口函数
  1、分配buttons_input结构体并初始化
  2、注册buttons_input结构，一旦注册会产生一个/dev/event1设备节点文件
  3、初始化一个定时器
  4、申请4个中断
 */
static int seven_drv_init(void)
{
    unsigned char i;
    int ret;
    /*1、分配一个buttons_input结构体*/
    buttons_input = input_allocate_device();
    if (!buttons_input)
        return -ENOMEM;

    /*2、设置输入事件类型*/
    set_bit(EV_KEY, buttons_input->evbit);
    set_bit(EV_REP, buttons_input->evbit);//重复事件类型

    /*3、输入事件类型的哪一种按键*/
    set_bit(KEY_L, buttons_input->keybit);
    set_bit(KEY_S, buttons_input->keybit);
    set_bit(KEY_ENTER, buttons_input->keybit);
    set_bit(KEY_LEFTSHIFT, buttons_input->keybit);

    /*4、注册它*/
    input_register_device(buttons_input);//注册设备驱动

    /*5、硬件相关操作*/
    /*增加一个定时器用于处理按键抖动*/
    init_timer(&inputbuttons_timer);
    inputbuttons_timer.expires = ;
//    buttons_timer->data = (unsigned long) cs;
    inputbuttons_timer.function = inputbuttons_timer_timeout;
    add_timer(&inputbuttons_timer);

    /*申请中断*/
    for(i=;i<;i++)
    {
        ret = request_irq(pins_desc[i].irq, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, pins_desc[i].name, (void * )&pins_desc[i]);
        if(ret)
        {
            printk("open failed %d\n",i);
            return -(i+);
        }
    }    

    return ;
}

/*
 *模块出口函数
  1、反注册buttons_input
  2、释放buttons_input结构所占内存
  3、删除定时器
  4、释放4个中断申请
 */
static void seven_drv_exit(void)
{
    unsigned char i;

    input_unregister_device(buttons_input);
    input_free_device(buttons_input);
    del_timer(&inputbuttons_timer);

    for(i=;i<;i++)
    {
        free_irq(pins_desc[i].irq, (void * )&pins_desc[i]);
    }
}

module_init(seven_drv_init);
module_exit(seven_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

a、先看seven_drv_init函数，因为它负责对设备层进行初始，并且注册它，将它与事件层联系起来。看到这个函数：

1、分配一个buttons_input结构体

/*1、分配一个buttons_input结构体*/
    buttons_input = input_allocate_device();
    if (!buttons_input)
        return -ENOMEM;

2、设置输入事件类型

set_bit(EV_KEY, buttons_input->evbit);
set_bit(EV_REP, buttons_input->evbit);//重复事件类型

事件类型位于include\linux\input.h中

/*
 * Event types
 */
#define EV_SYN            0x00//同步事件
#define EV_KEY            0x01//按键事件
#define EV_REL            0x02//位移事件
#define EV_ABS            0x03//绝对位移事件
#define EV_MSC            0x04
#define EV_SW            0x05
#define EV_LED            0x11
#define EV_SND            0x12
#define EV_REP            0x14
#define EV_FF            0x15
#define EV_PWR            0x16
#define EV_FF_STATUS        0x17
#define EV_MAX            0x1f

3、设置输入事件类型的哪一种按键

/*3、输入事件类型的哪一种按键*/
    set_bit(KEY_L, buttons_input->keybit);
    set_bit(KEY_S, buttons_input->keybit);
    set_bit(KEY_ENTER, buttons_input->keybit);
    set_bit(KEY_LEFTSHIFT, buttons_input->keybit);

按键码同样定义在include\linux\input.h中，截取其中一小部分：

#define KEY_ENTER        28//enter的按键码
#define KEY_S            31//S的按键码
#define KEY_L            38//L的按键码
#define KEY_LEFTSHIFT    42//leftshift的按键码

4、注册它buttons_input结构体

注册的功能其实就是将当前的设备与事件层的结构进行匹配，这里会匹配到evdev_handler，它位于drivers\input\evdev.c，匹配后会产生/dev/event1设备节点文件。

/*4、注册它*/
input_register_device(buttons_input);//注册设备驱动

b、接着看到inputbuttons_timer_timeout函数，最终的按键的按键值是通过它上传的。

/*
 *定时器的处理程序，主要根据按下的按键，通过input_event函数上传事件
 */
static void inputbuttons_timer_timeout(unsigned long a)
{
    unsigned int pin_val;

    if(pin_des==NULL)
        return;
    else
    {

        pin_val = s3c2410_gpio_getpin(pin_des->pin);

        /*0松开,1按下*/
        if(pin_val) //按键松开
        {
                   input_event(buttons_input,EV_KEY, pin_des->key_val, );
                //input_sync(buttons_input);//上传同步事件，似乎没什么作用
        }
        else
        {
                  input_event(buttons_input,EV_KEY, pin_des->key_val, );
                //input_sync(buttons_input);//上传同步事件
        }
    }
}

c、接着编写测试程序，源码如下：

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

static int fd;

int main(int argc, char **argv)
{
    char* filename="/dev/event1";
   int oflags,ret=;
   unsigned char key_val[];

    fd = open(filename, O_RDWR);//|O_NONBLOCK);//打开dev/firstdrv设备文件,阻塞方式打开
    if (fd < )//小于0说明没有成功
    {
        printf("error, can't open %s\n", filename);
        return ;
    }

    if(argc !=)
    {
        printf("Usage : %s ",argv[]);
     return ;
    }

  while()
  {
       ret = read(fd, key_val, );//读取的个数必须大于16字节
       printf("ret = %d,code: %02d value:%d\n",ret,key_val[],key_val[]);
  }

   return ;
}

可以看到这个测试程序是以阻塞方式打开的。read函数读的个数必须大于16个字节，看到drivers\input\evdev.c下的evdev_read函数，最后是它是将event这个结构发送给应用程序的。

static ssize_t evdev_read(struct file *file, char __user *buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{
    struct evdev_client *client = file->private_data;
    struct evdev *evdev = client->evdev;
    int retval;

    if (count < evdev_event_size())
        return -EINVAL;

    if (client->head == client->tail && evdev->exist && (file->f_flags & O_NONBLOCK))//如果是非阻塞方式打开的文件，并且现在缓存中不存在数据，直接返回
        return -EAGAIN;

    retval = wait_event_interruptible(evdev->wait,
        client->head != client->tail || !evdev->exist);//如果以阻塞方式打开文件的话，将当前进程挂起，等待数据过来后，被唤醒
    if (retval)
        return retval;

    if (!evdev->exist)
        return -ENODEV;

    while (client->head != client->tail && retval + evdev_event_size() <= count) {//循环将数据发送给应用层

        struct input_event *event = (struct input_event *) client->buffer + client->tail;

        if (evdev_event_to_user(buffer + retval, event))//将数据发送给应用程序
            return -EFAULT;

        client->tail = (client->tail + ) & (EVDEV_BUFFER_SIZE - );
        retval += evdev_event_size();
    }

    return retval;
}

再找到event的类型定义，它位于include\linux\input.h文件中，其中时间占了8字节、类型2字节、按键码2字节、按键值4字节刚好16字节。

struct input_event {
    struct timeval time;//时间
    __u16 type;         //类型
    __u16 code;            //按键码
    __s32 value;        //按键值
};

运行测试程序测试得到如下的图，分别按下四个按键，产生如下的按键值，一次按键会产生两个键值。所以会有8个按键值。其中code代码按键码：与前面设置的按键码一样；value代表按键值：1表示按下，0表示松开。