S3C6410开发板按键驱动代码分析及测试代码分析

在本文中，我们对S3C6410开发板按键驱动代码的实现过程进行分析，然后通过一个实例对按键功能进行测试。在本文的资源中包含了设备驱动的源码和测试的源码。

一、设备驱动源码分析

按键的设备驱动主要实现了模块的初始化、模块的卸载、设备打开、设备关闭、设备读取、设备阻塞功能。

1、模块初始化

模块的初始化的源码如下所示。

static int __init dev_init(void)
{int ret;ret = misc_register(&misc);printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");return ret;
}

这段代码只实现了一个功能，就是使用misc_register()函数向内核注册按键的混杂设备。

2、模块卸载

模块卸载的代码比较简单，如下所示。

static void __exit dev_exit(void)
{misc_deregister(&misc);
}

模块卸载代码实现的功能是将按键的混杂设备从内核中取消注册。

3、设备打开

设备打开代码主要实现了按键对应的GPIO接口的初始化。

static int s3c64xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)
{int i;int err = 0;for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {if (button_irqs[i].irq < 0) {continue;}err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, button_irqs[i].name, (void *)&button_irqs[i]);if (err)break;}if (err) {i--;for (; i >= 0; i--) {if (button_irqs[i].irq < 0) {continue;}disable_irq(button_irqs[i].irq);free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);}return -EBUSY;}ev_press = 1;return 0;
}

在这段代码中，使用request_irq()函数用来初始化GPIO接口，主要是开启了GPIO接口的输入中断功能，将中断号与中断处理函数、中断描述结构体绑定在一起。其中，button_irqs[i].irq是中断号，buttons_interrupt是中断处理函数，(void *)&button_irqs[i]是指向中断描述结构体的指针，函数还将中断的模式设置为双边沿触发。当按下或松开按键时，会产生下降沿或上升沿，就会触发中断，中断会把相应的中断描述结构体保持下来，并转到buttons_interrupt函数去处理中断。

buttons_interrupt()函数的源码如下所示。

static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)
{struct button_irq_desc *button_irqs = (struct button_irq_desc *)dev_id;int down;int number;unsigned tmp;udelay(0);number = button_irqs->number;switch(number) {case 0: case 1: case 2: case 3: case 4: case 5:tmp = readl(S3C64XX_GPNDAT);down = !(tmp & (1<<number));break;case 6: case 7:tmp = readl(S3C64XX_GPLDAT);down = !(tmp & (1 << (number + 5)));break;default:down = 0;}if (down != (key_values[number] & 1)) {key_values[number] = '0' + down;ev_press = 1;wake_up_interruptible(&button_waitq);}return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

中断处理函数的重要输入是中断描述结构体dev_id，结构体内部包含了，中断号、按键编号、以及按键名。程序根据按键编号对GPIO数据寄存器的值进行读取，从而判断外部输入电平的状态，并将按键状态保存到key_values[ ]数组中，‘1’代表按键按下，‘0’代表按键没有按下。当按键状态有变化时，程序调用wake_up_interruptible(&button_waitq);将阻塞的内核排队队列唤醒。

4、设备关闭

设备关闭代码如下所示

static int s3c64xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)
{int i;for (i = 0; i < sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0]); i++) {if (button_irqs[i].irq < 0) {continue;}free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);}return 0;
}

功能比较简单，主要是将按键的中断功能禁止。

5、设备读取

设备的读取代码主要是读取8个按键的状态，代码如下。

static int s3c64xx_buttons_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)
{unsigned long err;if (!ev_press) {if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)return -EAGAIN;elsewait_event_interruptible(button_waitq, ev_press);}ev_press = 0;err = copy_to_user((void *)buff, (const void *)(&key_values), min(sizeof(key_values), count));return err ? -EFAULT : min(sizeof(key_values), count);
}

代码实现的功能是将设备状态数组key_values[ ]回传到用户程序的buf中。

6、设备阻塞

设备阻塞函数是用来相应用户空间的select()系统调用函数的，代码如下

static unsigned int s3c64xx_buttons_poll( struct file *file, struct poll_table_struct *wait)
{unsigned int mask = 0;poll_wait(file, &button_waitq, wait);if (ev_press)mask |= POLLIN | POLLRDNORM;return mask;
}

阻塞函数功能比较简单，是在没有按键按下或松开时将程序阻塞，当有按键按下或松开时退出阻塞状态。

二、测试代码分析

编写了一个简单的测试代码对按键的驱动进行测试，代码如下。

int main()
{int fd_led,fd_key;fd_set read_set;int max_fd;struct timeval timeout;int ret;char buf[8];fd_led = open("/dev/leds",0);fd_key = open("/dev/buttons",O_RDONLY);if(fd_led<0||fd_key<0){fprintf(stderr,"can't open leds or buttons!\n");return 1;}while(1){//清零描述符集合     FD_ZERO(&read_set); FD_SET(fd_key,&read_set);max_fd = fd_key;//设置超时时间timeout.tv_sec=3;timeout.tv_usec=0;ret = select(max_fd+1, &read_set, 0, 0, &timeout);if(ret>0){read(fd_key,buf,8);if(buf[0]=='1'){ioctl(fd_led,1,0);}else{ioctl(fd_led,0,0);}if(buf[1]=='1'){ioctl(fd_led,1,1);}else{ioctl(fd_led,0,1);}if(buf[2]=='1'){ioctl(fd_led,1,2);}else{ioctl(fd_led,0,2);}if(buf[3]=='1'){ioctl(fd_led,1,3);}else{ioctl(fd_led,0,3);}}        }close(fd_key);close(fd_led);return 0;
}

在这个代码中，通过select()函数将程序阻塞，等待按键的状态变化。当按键状态有变化时，读取按键状态，并根据按键状态对LED灯进行控制。当按键按下时，将相应的LED灯点亮；松开按键时，将相应的LED灯熄灭。