按键驱动编写

哆哆jarvis

发布于 2022-08-23 14:11:23

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发布于 2022-08-23 14:11:23

文章被收录于专栏：嵌入式进阶之路

硬件原理

从图中可以看到按键断开时，由于接了上拉电阻，所以CPU检测到默认是高电平的，当按键被按下时，电路导通，所以KEY0引脚变成低电平，即低电平有效。

那么按键是接到CPU哪个引脚呢？代码里需要操作该引脚。

通过在电路原理图中搜索KEY0，可以发现他是接到了UART1_CTS上，再搜索UART1_CTS，发现它接到了CPU的K15，做按键驱动我们需要将其复用为普通IO即可，即GPIO1_IO18，硬件电路分析完毕。

软件编写

这里采用kernel的dts，gpio和pinctrl子系统去完成对按键引脚的初始化和电平读取等。

修改imx6ull-14x14-evk.dts文件

#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"

/ {
`````省略`````
  key  {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    compatible = "key";
    pinctrl-name = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;
    key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>; // 低电平有效
    status = "okay";
  }
`````省略`````
};
`````省略`````

&iomuxc_snvs {
  pinctrl-names = "default_snvs";
        pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_2>;
        imx6ul-evk {
 `````省略`````
        pinctrl_key: keygrp {
            fsl,pin = <
            MX6UL_PAD_UART1_CTS_B__GPIO1_IO18 0xF080
        >;
    };
 
        };
`````省略`````
};
`````省略`````

在根节点/下添加key节点，key节点调用pinctrl节点，设置GPIO1_IO18的寄存器地址。

编译dts

输入make dtbs，生成了一堆dtb文件，我用的是imx6ull-14x14-evk.dtb，将其拷贝到tftpboot目录下，我的板子使用tftpboot加载zImage和dtb文件。

如何判断刚刚添加的key设备节点是否有效？

进入/proc/device-tree, 可以查看到有key节点,说明添加成功。

编写按键驱动程序

key.c

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>

#include "key.h"

struct key_dev dev;

static int key_open(struct inode *nd, struct file *flip)
{
  flip->private_data = &dev;
  return 0;
}

static ssize_t key_read(struct file *flip, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
  int isPress;
  int ret;

  isPress = gpio_get_value(dev.gpio);
  pr_info("[kernel] isPress=%d\n", isPress);
  ret = copy_to_user(buf, &isPress, sizeof(isPress));

  return ret;
}

static struct file_operations key_fops= {
  .owner = THIS_MODULE,
  .open = key_open,
  .read = key_read,
};

struct miscdevice key_miscdev = {
  .minor    = 143,
  .name    = "key",
  .fops    = &key_fops,
};

static int key_probe(struct platform_device * pdev)
{
  int err;

  dev.np = of_find_node_by_path("/key");
  if (!dev.np) {
    pr_err("can't find key in dts\n");
    return -EINVAL;
  }

  dev.gpio = of_get_named_gpio(dev.np, "key-gpio", 0);
  if (!gpio_is_valid(dev.gpio)) {
    return -ENODEV;
  }

  err = misc_register(&key_miscdev);
  if (err < 0) {
    pr_err("KEY error: cannot register device\n");
    return err;
  }

  return 0;
}

static int key_remove(struct platform_device *pdev)
{
  // 注销misc设备驱动
  (void)misc_deregister(&key_miscdev);
  return 0;
}

static const struct of_device_id key_of_match_table[] = {
  { .compatible = "key" },
  {},
};

static struct platform_driver key_drv = {
  .probe = key_probe,
  .remove = key_remove,
  .driver = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .name = "key",
    .of_match_table = key_of_match_table,
  }
};

static int __init key_init(void)
{
  return platform_driver_register(&key_drv);
}

static void __exit key_exit(void)
{
  platform_driver_unregister(&key_drv);
}

module_init(key_init);
module_exit(key_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

key.h

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H

struct key_dev {
  dev_t dev_id;
  struct cdev cdev;
  struct class *class;
  struct device *device;
  struct device_node *np;
  int gpio;
};

#endif

对misc进行简要说明，misc设备驱动是杂项设备驱动，它其实也是一种字符设备，可以理解成封装好了更多的步骤。正常我们注册一般的字符设备驱动需要以下步骤：

alloc_chrdev_region // 注册字符设备驱动
cdev_init
cdev_add
class_create //创建类
device_create // 创建设备

而杂项设备只需一个函数搞定，杂项设备的minor也是可以用动态注册，自动分配。

应用层程序

key.c

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "stdlib.h"
#include "sys/types.h"
#include "fcntl.h"
#include "sys/stat.h"
#include "key.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
  char *filename = NULL;
  int fd = -1;
  char isPress;
  int ret;

  filename = argv[1];

  fd = open(filename, O_RDWR);
  if (fd < 0) {
    printf("open %s fail\n", filename);
    return -1;
  }

  ret = read(fd, &isPress, sizeof(isPress));
  if (ret < 0) {
    printf("read key value fail\n");
    close(fd);
    return -1;
  }

  if (isPress == 0)
    printf("key is press, isPress=%d\n", isPress);
  else
    printf("key is loosen, isPress=%d\n", isPress);

  close(fd);
  return 0;
}

key.h