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Linux 按键输入实验

news/2024/10/4 19:26:50

Linux 按键输入实验

1、添加 pinctrl 节点

首先修改在设备树里面添加关于按键的节点。I.MX6U-ALPHA 开发板上的 KEY 使用了 UART1_CTS_B 这个 PIN，打开 imx6ull-alientekemmc.dts，在 iomuxc 节点的 imx6ul-evk 子节点下创建一个名为“pinctrl_key”的子节点，节点内容如下所示：

pinctrl_key: keygrp {fsl,pins = <MX6UL_PAD_UART1_CTS_B__GPIO1_IO18		0xF080	/* KEY0 */>;
};

2、添加key设备节点：

在根节点“/”下创建 KEY 节点，节点名为“key”，节点内容如下：

	key {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;compatible = "atkalpha-key";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* KEY0 */interrupt-parent = <&gpio1>;interrupts = <18 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>; /* FALLING RISING */status = "okay";};

pinctrl-0 属性设置 KEY 所使用的 PIN 对应的 pinctrl 节点。key-gpio 属性指定了 KEY 所使用的 GPIO。

3、检查 PIN 是否被其他外设使用

在本章实验中蜂鸣器使用的 PIN 为 UART1_CTS_B，因此先检查 PIN 为 UART1_CTS_B 这个 PIN 有没有被其他的 pinctrl 节点使用，如果有使用的话就要屏蔽掉，然后再检查 GPIO1_IO18这个 GPIO 有没有被其他外设使用，如果有的话也要屏蔽掉。
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。
按键驱动程序为:

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>#define KEY_CNT 1      /* 设备号个数 */
#define KEY_NAME "key" /* 名字 */
/* 定义按键值 */
#define KEY0VALUE 0XF0 /* 按键值 */
#define INVAKEY 0X00   /* 无效的按键值 */
struct key_dev
{dev_t devid;            /* 设备号 */struct cdev cdev;       /* cdev */struct class *class;    /* 类 */struct device *device;  /* 设备 */int major;              /* 主设备号 */int minor;              /* 次设备号 */struct device_node *nd; /* 设备节点 */int key_gpio;           /* led 所使用的 GPIO 编号 */atomic_t keyvalue;      /* 原子变量 */
};
struct key_dev keydev; /* led 设备 */
static int keyio_init(void)
{keydev.nd = of_find_node_by_path("/key");if (keydev.nd == NULL){return -EINVAL;}keydev.key_gpio = of_get_named_gpio(keydev.nd, "key-gpio", 0);if (keydev.key_gpio < 0){printk("can't get key0\r\n");return -EINVAL;}printk("key_gpio=%d\r\n", keydev.key_gpio);/* 初始化 key 所使用的 IO */gpio_request(keydev.key_gpio, "key0"); /* 请求 IO */gpio_direction_input(keydev.key_gpio); /* 设置为输入 */return 0;
}
static int key_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{int ret = 0;filp->private_data = &keydev; /* 设置私有数据 */ret = keyio_init();            /* 初始化按键 IO */if (ret < 0){return ret;}return 0;
}
/** @description : 从设备读取数据* @param – filp : 要打开的设备文件(文件描述符)* @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区* @param - cnt : 要读取的数据长度* @param – offt : 相对于文件首地址的偏移* @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败*/
static ssize_t key_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{int ret = 0;unsigned char value;struct key_dev *dev = filp->private_data;if(gpio_get_value(dev->key_gpio) == 0){while(!gpio_get_value(dev->key_gpio));atomic_set(&dev->keyvalue,KEY0VALUE);}else{atomic_set(&dev->keyvalue,INVAKEY);}value = atomic_read(&dev->keyvalue);ret = copy_to_user(buf,&value,sizeof(value));return ret;
}
/* 设备操作函数 */
static struct file_operations key_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = key_open,.read = key_read,
};
static int __init mykey_init(void)
{int ret = 0;atomic_set(&keydev.keyvalue, INVAKEY);/*1、创建设备号*/if (keydev.major){keydev.devid = MKDEV(keydev.major, 0);register_chrdev_region(keydev.devid, KEY_CNT, KEY_NAME);}else{alloc_chrdev_region(&keydev.devid, 0, KEY_CNT, KEY_NAME);keydev.major = MAJOR(keydev.devid);keydev.minor = MINOR(keydev.devid);}printk("newcheled major: %d minor: %d", keydev.major, keydev.minor);keydev.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&keydev.cdev, &key_fops);cdev_add(&keydev.cdev, keydev.devid, KEY_CNT);keydev.class = class_create(THIS_MODULE, KEY_NAME);if (IS_ERR(keydev.class)){return PTR_ERR(keydev.class);}keydev.device = device_create(keydev.class, NULL, keydev.devid, NULL, KEY_NAME);if (IS_ERR(keydev.device)){return PTR_ERR(keydev.device);}return 0;
}
static void __exit mykey_exit(void)
{/* 注销字符设备驱动 */gpio_free(keydev.key_gpio);cdev_del(&keydev.cdev); /* 删除 cdev */unregister_chrdev_region(keydev.devid,KEY_CNT);device_destroy(keydev.class, keydev.devid);class_destroy(keydev.class);
}
module_init(mykey_init);
module_exit(mykey_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("wyw");

其实按键与LED相似的就是一个是读一个是写。按键则是读取高低电平。也就是检测这个GPIO编号时候，利用原子变量写入key->value这个值。
key_open 函数通过调用 keyio_init 函数来始化按键所使用的 IO，应用程序每次打开按键驱动文件的时候都会初始化一次按键 IO。key_read 函数，应用程序通过 read 函数读取按键值的时候此函数就会执行。读取按键 IO 的电平，如果为 0 的话就表示按键按下了，如果按键按下的话就等待按键释放。按键释放以后标记按键值为 KEY0VALUE。
测试App程序为：

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"#define KEY0VALUE 0XF0
#define INVAKEY 0X00
int main(int argc, char *argv[])
{int fd, retvalue;char *filename;unsigned char keyvalue;if (argc != 2){printf("Error Usage!\r\n");return -1;}filename = argv[1];fd = open(filename, O_RDWR);if (fd < 0){printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);return -1;}while (1){read(fd, &keyvalue, sizeof(keyvalue));if(keyvalue == KEY0VALUE){printf("KEY0 Press, value = %#X\r\n", keyvalue);/* 按下 */}}printf("App running finished!");retvalue = close(fd); /* 关闭文件 */if (retvalue < 0){printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);return -1;}return 0;
}

现在就是按键按下终端输出如下图所示的现象：
在这里插入图片描述