Linux驱动开发-编写按键驱动

1. 杂项设备注册函数

这篇文章介绍，如何使用杂项设备框架编写一个简单的按键驱动，完成编写、编译、安装、测试等流程，了解一个杂项字符设备驱动的开发流程。

下面是杂项字符设备的接口:

struct miscdevice  {
	int minor;   /*次设备号 10 20 */
	const char *name; /*设备节点的名称*/
	const struct file_operations *fops; /*文件操作集合*/
	struct list_head list; //链表
	struct device *parent; 
	struct device *this_device;
	const char *nodename;
	umode_t mode;
};

//注册杂项字符设备
extern int misc_register(struct miscdevice * misc);
//注销杂项字符设备
extern int misc_deregister(struct miscdevice *misc);

按键需要将值传递给应用层，需要使用到copy_to_user函数,这个函数还有一个配对的copy_from_user，下面介绍这两个函数的详细功能和参数:

#include <asm/uaccess.h>

unsigned long copy_to_user(void __user *to, const void *from, unsigned long n)
函数功能: 将驱动层数据拷贝到应用层。
函数参数:
void __user *to  用户空间的地址--到哪里去
const void *from  驱动层的地址--从哪里来
unsigned long n  拷贝的大小
返回值:  0表示成功。 >0表示未拷贝成功的数量。

unsigned long copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long n)
函数功能: 将应用层的数据拷贝到驱动层。
函数参数:
void  *to  驱动空间的地址--拷贝到哪里去
const void __user *from  用户空间的地址--从哪里来
unsigned long n  拷贝的大小
返回值:  0表示成功。 >0表示未拷贝成功的数量。

2. 编写按键驱动

使用杂项设备注册按键驱动，应用层使用read接口读取按键值。

编写驱动之前需要先找到按键的原理图，找到按键接到CPU那个IO上的。

然后再查阅数据手册，找到这个GPIO口的寄存器地址，寄存器的配置页面，方便初始化配置GPIO口为输入模式。

2.1 按键驱动源代码

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>

/* 按键的寄存器*/
static unsigned int *GPX3CON;
static unsigned int *GPX3DAT;

static int tiny4412_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	printk("tiny4412_open-->ok\n");
	return 0;
}

/*应用层的函数: 
int key_val;
read(fd,&key_val,4)
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
*/
static ssize_t tiny4412_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *seek)
{
	int key_val=0;
	if(!(*GPX3DAT&1<<2)) //判断按键是否按下
	{
		key_val=0x1;
	}
	else if(!(*GPX3DAT&1<<3)) //判断按键是否按下
	{
		key_val=0x2;
	}
	else if(!(*GPX3DAT&1<<4)) //判断按键是否按下
	{
		key_val=0x3;
	}
	else if(!(*GPX3DAT&1<<5)) //判断按键是否按下
	{
		key_val=0x4;
	}

	/*数据拷贝函数: 给应用层空间赋值--将驱动层的数据拷贝给应用层*/
	/*copy_to_user(void __user *to, const void *from, unsigned long n)*/
    int error;
	error=copy_to_user(buf,&key_val,4);
	if(error>0)
	{
		printk("数据拷贝失败.\n");
	}
	return 0;
}
static ssize_t tiny4412_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *seek)
{
	
	return 0;
}
static int tiny4412_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
	printk("tiny4412_release-->ok\n");
	return 0;
}

static struct file_operations fops=
{
	.open=tiny4412_open,
	.read=tiny4412_read,
	.write=tiny4412_write,
	.release=tiny4412_release
};

/*
Linux内核管理驱动---设备号
设备号是一个unsigned int 的变量--32位。
设备号=主设备号+次设备号
*/
static struct miscdevice misc=
{
	.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  /*次设备号填255表示自动分配     主设备号固定为10*/
	.name = "tiny4412_key",  /*/dev目录下文件名称*/
	.fops = &fops, /*文件操作接口*/
};

static int __init tiny4412_key_init(void)
{
    /*转换物理地址*/
	GPX3CON=ioremap(0x11000C60,4);
	GPX3DAT=ioremap(0x11000C64,4);

	/*配置GPIO口模式--配置按键*/	
	*GPX3CON&=0xFF0000FF;	
	
	/*1. 杂项设备的注册函数*/
	misc_register(&misc);
    printk("按键: 驱动安装成功\n");
    return 0;
}

static void __exit tiny4412_key_exit(void)
{
	/*2. 杂项设备的注销函数*/
	misc_deregister(&misc);

	/*取消转换*/
	iounmap(GPX3CON);
	iounmap(GPX3DAT);
    printk("按键: 驱动卸载成功\n");
}

module_init(tiny4412_key_init); /*驱动入口--安装驱动的时候执行*/
module_exit(tiny4412_key_exit); /*驱动出口--卸载驱动的时候执行*/

MODULE_LICENSE("GPL");  /*设置模块的许可证--GPL*/

2.2 makefile文件

编译驱动的makefile代码。

KER_DRI=/home/wbyq/work/linux-3.5/linux-3.5
all:
	make -C $(KER_DRI) M=`pwd` modules
	cp *.ko /home/wbyq/work/rootfs/code -f
	make -C $(KER_DRI) M=`pwd` modules clean
	arm-linux-gcc app.c -o app
	cp app /home/wbyq/work/rootfs/code -f
	rm app -f
obj-m += miscdev_key_drv.o

2.3 应用层驱动测试代码

编译完运行时，传入按键的设备节点文件.

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

int main(int argc,char **argv)
{
    if(argc!=2)
    {
        printf("./app <设备节点文件>\n");
        return 0;
    }
    /*1. 打开设备文件*/
    int fd=open(argv[1],O_RDWR);
    if(fd<0)
    {
        printf("%s 设备驱动打开失败.\n",argv[1]);
        return 0;
    }
    /*2.读写数据*/
    int key_val;
    while(1)
    {
        read(fd,&key_val,4);//读取按键值
		if(key_val)
		{
			printf("%#x\n",key_val);
		}
    }
    /*3. 关闭文件*/
    close(fd);
    return 0;
}

2.4 驱动安装流程

[root@wbyq code]# ls
tiny4412_key_drv.ko
[root@wbyq code]# 
[root@wbyq code]# insmod tiny4412_key_drv.ko 
[  173.340000] 驱动测试: 驱动安装成功
[root@wbyq code]# lsmod
hello_drv 616 0 - Live 0xbf000000 (O)
[root@wbyq code]# modinfo tiny4412_key_drv.ko 
filename:       tiny4412_key_drv.ko
license:        GPL
depends:        
vermagic:       3.5.0-FriendlyARM SMP preempt mod_unload ARMv7 p2v8 
[root@wbyq code]# rmmod tiny4412_key_drv.ko 
[  391.075000] 驱动测试: 驱动卸载成功
[root@wbyq code]#