基于exynos4412的按键驱动编程
本文基于华清4412开发板，讲解如何从零开始编写按键驱动程序和测试程序。首先介绍一下该4412开发板的按键硬件原理图。
这里我们实现K3和K2的按键驱动。从底板的原理图中可以看到K3按下之后SIM_DET引脚被拉成低电平（0），K3抬起时引脚又被拉高，变成高电平（1），K2同理。再看核心板的原理图。
可以看到K3按键对应芯片4412的外部中断10，也就是XEINT10，K2同理。接下来我们看4412的芯片手册。
上图中26是外部中断所属的总线中断的***，这里EINT[10]属于SPI（shared peripheral interrupt）中断，对应26号中断，EINT[9]同理，对应25号中断。
既然按键对应的是CPU的中断线，那么我们就要获取按键对应的中断号。我们可以从linux内核的设备树中获取。首先，我们要自己在设备树中定义两个设备节点，如下图所示。
这个节点我们定义为key2_node和key3_node，它们有三个属性，compatibe是节点的名称，interrupt-parent说明该节点继承于某某父节点，interrupts定义具体哪个中断和中断触发方式。首先我们看一下gpx1节点。
可以看到gpx1继承于节点gic，gic就是中断控制器，另外，我们也可以看到interrupts属性，它定义的就是中断号，共有8个中断号，其中26那个就是EINT[10]所对应的中断号，所以key3_node的interrupt属性的2就来自这里（从0开始数第三个）,key2_node同理，后面的2指的是触发方式是下降沿触发（看实际需求自定义触发方式）。我们可以从内核的说明文档下找到这个定义（Documentation/devicetree/bindings/arm/gic.txt)
好了，设备树定义好之后我们在内核中make dtbs一下，就可以看到在/proc/device-tree/下看到key_node这个文件夹了。
可以看到设备树中多了key_node2和key3_node这两个节点，相应地，会在proc/devicetree/下生成对应的文件，这样我们就可以通过访问节点文件来获取终端号了，我们先看看整个驱动代码。
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#define GPX1CON 0x11000c20
#define KEY2_ENTER 28
#define KEY3_ENTER 29
struct key_event{
int code;
int value;
};
struct dev_desc{
void *reg_addr;
int key_major;
unsigned int irqno1;
unsigned int irqno2;
struct class *cls;
struct device *dev;
struct key_event event;
};
struct dev_desc *key_dev;
//中断处理函数
irqreturn_t key2_handler(int irqno, void *dev)
{
unsigned int value;
printk("-----------------%s--------------------\n",__FUNCTION__);
//读取key2的状态
value = readl(key_dev->reg_addr+4) & (0x1<<1);
if(value){
key_dev->event.code = KEY2_ENTER;
key_dev->event.value = 1;
printk("key2 up\n");
}else{
key_dev->event.code = KEY2_ENTER;
key_dev->event.value = 0;
printk("key2 down\n");
}
return IRQ_HANDLED;
}
irqreturn_t key3_handler(int irqno, void *dev)
{
unsigned int value;
printk("-----------------%s--------------------\n",__FUNCTION__);
//读取key3的状态
value = readl(key_dev->reg_addr+4) & (0x1<<2);
if(value){
key_dev->event.code = KEY3_ENTER;
key_dev->event.value = 1;
printk("key3 up\n");
}else{
key_dev->event.code = KEY3_ENTER;
key_dev->event.value = 0;
printk("key3 down\n");
}
return IRQ_HANDLED;
}
ssize_t key_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
{
int ret;
ret = copy_to_user(buf, &key_dev->event, count);
if(ret){
printk("copy_from_user failed\n");
return -EFAULT;
}
memset(&key_dev->event, 0, sizeof(key_dev->event));
return count;
}
ssize_t key_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
{
printk("-----------------%s--------------------\n",__FUNCTION__);
return 0;
}
int key_open (struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("-----------------%s--------------------\n",__FUNCTION__);
return 0;
}
int key_close (struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("-----------------%s--------------------\n",__FUNCTION__);
return 0;
}
const struct file_operations fops = {
.open = key_open,
.read = key_read,
.write = key_write,
.release = key_close,
};
static int __init key_dev_init(void)
{
struct device_node *np1,*np2;
int err = 0;
printk("-----------------%s--------------------\n",__FUNCTION__);
//分配空间
key_dev = kzalloc(sizeof(struct dev_desc), GFP_KERNEL);
if(key_dev == NULL){
printk("kzalloc failed\n");
return -ENOMEM;
}
//获取key2的设备树节点
np1 = of_find_node_by_path("/key2_node");
if(np1 == NULL){
printk("key2 of_find_node_by_path failed\n");
}
//获取key3的设备树节点
np2 = of_find_node_by_path("/key3_node");
if(np2 == NULL){
printk("key3 of_find_node_by_path failed\n");
}
//获取key2中断号
key_dev->irqno1 = irq_of_parse_and_map(np1,0);
//获取key3中断号
key_dev->irqno2 = irq_of_parse_and_map(np2,0);
//打印中断号
printk("irqno of key2 is %d\n",key_dev->irqno1);
printk("irqno of key3 is %d\n",key_dev->irqno2);
//申请主设备号
key_dev->key_major = register_chrdev(0, "key_drv",&fops);
if(key_dev->key_major < 0){
printk("register_chrdev failed\n");
err = -ENODEV;
goto err_0;
}
//创建设备节点
key_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "key_class");
if(IS_ERR(key_dev->cls)){
printk(KERN_ERR "class_create failed\n");
err = PTR_ERR(key_dev->cls);
goto err_1;
}
key_dev->dev = device_create(key_dev->cls, NULL, MKDEV(key_dev->key_major, 0), NULL, "key");
if(IS_ERR(key_dev->dev)){
printk(KERN_ERR "device_create failed\n");
err = PTR_ERR(key_dev->dev);
goto err_2;
}
//key2申请中断
if(request_irq(key_dev->irqno1,key2_handler,IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING,"key2_irq",NULL)){
printk("key2 request_irq failed\n");
}
//key3申请中断
if(request_irq(key_dev->irqno2,key3_handler,IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING,"key3_irq",NULL)){
printk("key3 request_irq failed\n");
}
//将GPX1CON物理地址映射为虚拟地址reg_addr
key_dev->reg_addr = ioremap(GPX1CON,8);
if(key_dev->reg_addr == NULL){
printk("ioremap error\n");
err = -EFAULT;
goto err_3;
}
return 0;
err_3:
device_destroy(key_dev->cls,MKDEV(key_dev->key_major, 0));
err_2:
class_destroy(key_dev->cls);
err_1:
unregister_chrdev(key_dev->key_major, "key_drv");
err_0:
kfree(key_dev);
return err;
}
static void __exit key_dev_exit(void)
{
printk("-----------------%s--------------------\n",__FUNCTION__);
//释放地址映射
iounmap(key_dev->reg_addr);
//释放key2中断
free_irq(key_dev->irqno1,NULL);
//释放key3中断
free_irq(key_dev->irqno2,NULL);
//释放设备节点
device_destroy(key_dev->cls,MKDEV(key_dev->key_major, 0));
class_destroy(key_dev->cls);
//释放设备号
unregister_chrdev(key_dev->key_major, "key_drv");
//释放key_dev
kfree(key_dev);
}
module_init(key_dev_init);
module_exit(key_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
再看看测试代码：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define KEY2_ENTER 28
#define KEY3_ENTER 29
struct key_event{
int code;
int value;
};
struct key_event event;
int main()
{
int fd;
fd = open("/dev/key",O_RDWR);
if(fd < 0){
perror("open");
exit(-1);
}
while(1){
read(fd,&event,sizeof(struct key_event));
if(event.code == KEY2_ENTER){
if(event.value == 1){
printf("user key2 up\n");
}else{
printf("user key2 down\n");
}
}else if(event.code == KEY3_ENTER){
if(event.value == 1){
printf("user key3 up\n");
}else{
printf("user key3 down\n");
}
}else{
}
}
close(fd);
return 0;
}我们在驱动程序和测试程序中都打印了按键状态的语句。好，接下来我们编译并加载模块进内核,cat /proc/devices
加载模块成功后，我们运行测试程序。
这时候看似程序卡在这里，其实是我们在驱动程序中封装了一个key_event结构体，测试程序是一直在读取K3和K2的状态的，只是没有显示出来而已。接下来我们按一下K3。
可以看到先执行中断处理函数，紧接着内核打印K3状态信息，然后内核将K3状态信息传递给用户态，就出现了用户态中的K3打印信息了。然后是按键K3抬起的打印信息，类似。K2按键也是类似的现象。
最后，有一点要注意，前面我们在说设备树节点的时候讲到触发方式，这里是下降沿触发，是我故意选择的，如果选择高电平触发的话，那么板子一上电就会直接进入内核的中断处理函数中（因为按键上电对应引脚是高电平），在驱动入口函数中我故意把映射初始化函数放在申请中断后面。此时中断申请后就立马进入中断处理函数，此时key_dev->reg_base没有被初始化，是空指针！！！
所以要么将二者顺序换一下，要么修改设备树节点的触发方式。
好了，今天先写到这~~~