【正点原子MP157连载】第二十九章 Linux按键输入实验-摘自【正点原子】STM32MP1嵌入式Linux驱动开发指南V1.7

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第二十九章 Linux按键输入实验

在前几章我们都是使用的GPIO输出功能，还没有用过GPIO输入功能，本章我们就来学习一下如果在Linux下编写GPIO输入驱动程序。正点原子的STM32MP1开发板上有三个按键，我们就使用这些按键来完成GPIO输入驱动程序，同时利用第二十七章讲的原子操作来对按键值进行保护。

29.1 Linux下按键驱动原理 按键驱动和LED驱动原理上来讲基本都是一样的，都是操作GPIO，只不过一个是读取GPIO的高低电平，一个是从GPIO输出高低电平。本章我们实现按键输入，在驱动程序中使用一个整形变量来表示按键值，应用程序通过read函数来读取按键值，判断按键有没有按下。在这里，这个保存按键值的变量就是个共享资源，驱动程序要向其写入按键值，应用程序要读取按键值。所以我们要对其进行保护，对于整形变量而言我们首选的就是原子操作，使用原子操作对变量进行赋值以及读取。Linux下的按键驱动原理很简单，接下来开始编写驱动。 注意，本章例程只是为了演示Linux下GPIO输入驱动的编写，实际中的按键驱动并不会采用本章中所讲解的方法，Linux下的input子系统专门用于输入设备！ 29.2 硬件原理图分析 开发板上有三个按键:KEY0、KEY1和WK_UP，原理图如图 29.2.1 所示：

图29.2.1 按键原理图 从图 29.2.1 可以看出，按键 KEY0 、KEY1和WK_UP这三个按键分别连接到正点原子STM32MP1开发板的PG3、PH7和PA0这三个IO上。本节我们只用到KEY0这个按键，从图29.2.1可以看出，KEY0接了一个 10K 的上拉电阻，因此 KEY0 没有按下的时候PG3应该是高电平，当 KEY0按下以后PG3就是低电平。 29.3 实验程序编写 本实验对应的例程路径为：开发板光盘1、程序源码2、Linux驱动例程11_key 29.3.1 修改设备树文件 在根节点“/”下创建KEY节点，节点名为“key”，节点内容如下：

示例代码29.3.1.1 创建KEY节点
1    key {
2        compatible = "alientek,key";
3        status = "okay";
4        key-gpio = ;
5    };

第4行，key-gpio属性指定了KEY所使用的GPIO。 29.3.2 按键驱动程序编写 设备树准备好以后就可以编写驱动程序了，新建名为“11_key”的文件夹，然后在11_key文件夹里面创建vscode工程，工作区命名为“key”。工程创建好以后新建key.c文件，在key.c里面输入如下内容：

示例代码29.3.2.1 key.c文件代码
1   #include 
2   #include 
3   #include 
4   #include 
5   #include 
6   #include 
7   #include 
8   #include 
9   #include 
10  #include 
11  #include 
12  #include 
13  #include 
14  #include 
15  #include 
16  #include 
17  #include 
18  /***************************************************************
19  Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
20  文件名  		: key.c
21  作者      	: 正点原子Linux团队
22  版本      	: V1.0
23  描述      	: Linux按键输入驱动实验
24  其他      	: 无
25  论坛      	: www.openedv.com
26  日志      	: 初版V1.0 2021/01/5 正点原子Linux团队创建
27  ***************************************************************/
28  #define KEY_CNT      	1       	/* 设备号个数  	*/
29  #define KEY_NAME     	"key" 	/* 名字       	*/
30 
31  /* 定义按键值 */
32  #define KEY0VALUE   	0XF0    /* 按键值        */
33  #define INVAKEY      	0X00    /* 无效的按键值  */
34 
35  /* key设备结构体 */
36  struct key_dev{
37      dev_t devid;            	/* 设备号     	*/
38      struct cdev cdev;       	/* cdev     	*/
39      struct class *class;    	/* 类      		*/
40      struct device *device;  	/* 设备    		*/
41      int major;              	/* 主设备号   	*/
42      int minor;              	/* 次设备号   	*/
43      struct device_node  *nd; /* 设备节点 	*/
44      int key_gpio;           	/* key所使用的GPIO编号        */
45      atomic_t keyvalue;      	/* 按键值      	*/  
46  };
47 
48  static struct key_dev keydev;/* key设备 */
49 
50  /*
51   * @description	: 初始化按键IO，open函数打开驱动的时候
52   *               	 初始化按键所使用的GPIO引脚。
53   * @param       	: 无
54   * @return      	: 无
55   */
56  static int keyio_init(void)
57  {
58      int ret;
59      const char *str;
60      
61      /* 设置LED所使用的GPIO */
62      /* 1、获取设备节点：keydev */
63      keydev.nd = of_find_node_by_path("/key");
64      if(keydev.nd == NULL) {
65          printk("keydev node not find!\r\n");
66          return -EINVAL;
67      }
68 
69      /* 2.读取status属性 */
70      ret = of_property_read_string(keydev.nd, "status", &str);
71      if(ret keyvalue, KEY0VALUE);  
150     } else {    
151         atomic_set(&dev->keyvalue, INVAKEY);      	/* 无效的按键值 */
152     }
153
154     value = atomic_read(&dev->keyvalue);
155     ret = copy_to_user(buf, &value, sizeof(value));
156     return ret;
157 }
158
159 /*
160  * @description  	: 向设备写数据 
161  * @param - filp 	: 设备文件，表示打开的文件描述符
162  * @param - buf  	: 要写给设备写入的数据
163  * @param - cnt  	: 要写入的数据长度
164  * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
165  * @return        	: 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
166  */
167 static ssize_t key_write(struct file *filp, const char __user *buf, 
size_t cnt, loff_t *offt)
168 {
169     return 0;
170 }
171
172 /*
173  * @description  	: 关闭/释放设备
174  * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)
175  * @return        	: 0 成功;其他 失败
176  */
177 static int key_release(struct inode *inode, struct file *filp)
178 {
179     struct key_dev *dev = filp->private_data;
180     gpio_free(dev->key_gpio);
181     
182     return 0;
183 }
184
185 /* 设备操作函数 */
186 static struct file_operations key_fops = {
187     .owner = THIS_MODULE,
188     .open = key_open,
189     .read = key_read,
190     .write = key_write,
191     .release =  key_release,
192 };
193
194 /*
195  * @description	: 驱动入口函数
196  * @param       	: 无
197  * @return      	: 无
198  */
199 static int __init mykey_init(void)
200 {
201     int ret;
202     /* 1、初始化原子变量    */
203     keydev.keyvalue= (atomic_t)ATOMIC_INIT(0);
204
205     /* 2、原子变量初始值为INVAKEY */
206     atomic_set(&keydev.keyvalue, INVAKEY);
207
208     /* 注册字符设备驱动 */
209     /* 1、创建设备号 */
210     if (keydev.major) {     		/*  定义了设备号 */
211         keydev.devid = MKDEV(keydev.major, 0);
212         ret = register_chrdev_region(keydev.devid, KEY_CNT, 
KEY_NAME);
213         if(ret