【嵌入式Linux驱动开发】四、输入设备驱动

输入设备驱动

1. 输入设备概述

输入设备是向计算机输入数据和信息的设备。像键盘、鼠标、触摸屏等设备，都属于输入设备。

2. 输入设备驱动

在内核***/include/linux/input.h中有个重要的结构体：struct  input_dev 。每一个input_dev对象就是一个输入设备。驱动程序就是完成input_dev对象的成员填充和input_dev对象的注册。

重要成员：

 unsigned long evbit[BITS_TO_LONGS(EV_CNT)];  //事件
 unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)];  //按键映射
 unsigned long relbit[BITS_TO_LONGS(REL_CNT)];  //相对坐标
 unsigned long absbit[BITS_TO_LONGS(ABS_CNT)];  //绝对坐标
 unsigned long mscbit[BITS_TO_LONGS(MSC_CNT)];
 unsigned long ledbit[BITS_TO_LONGS(LED_CNT)];  //led
 unsigned long sndbit[BITS_TO_LONGS(SND_CNT)];  //beep
 unsigned long ffbit[BITS_TO_LONGS(FF_CNT)];
 unsigned long swbit[BITS_TO_LONGS(SW_CNT)];

不同的输入设备要使用上述对应的成员，比如按键输入就要操作 unsigned long keybit[BITS_TO_LONGS(KEY_CNT)]; 

3. 重要函数

• struct input_dev __must_check *input_allocate_device(void);    //创建输入设备对象
• void input_free_device(struct input_dev *dev);    //释放设备对象

• int __must_check input_register_device(struct input_dev *);    //注册设备
  
• void input_unregister_device(struct input_dev *);    //注销设备

static inline void input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)
{
    input_event(dev, EV_KEY, code, !!value);
}    //发送input_event

static inline void input_sync(struct input_dev *dev)
{
    input_event(dev, EV_SYN, SYN_REPORT, 0);
}    //发送哨兵报告，即全0的event

4. qt210按键驱动实例

此驱动程序用qt210开发板上的4个按键模拟键盘“L”、“S”、“ENTER”、“BACKSPACE”。驱动中定时器用于滤波，防止按键按下时多次触发中断。

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1. #include <linux/module.h>  
2. #include <linux/kernel.h>  
3. #include <linux/init.h>  
4.   
5. #include <linux/input.h> //输入设备结构体（struct input_dev）  
6.   
7. #include <linux/timer.h> //定时器  
8.   
9. #include <linux/interrupt.h> //函数request_irq()  
10.   
11. // arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/regs-gpio.h  
12. #include <mach/regs-gpio.h> //GPIO寄存器虚拟地址的基地址（S5P_VA_GPIO）  
13.   
14. // arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/irqs.h  
15. // arch/arm/plat-samsung/include/plat/irqs.h  
16. #include <mach/irqs.h> //中断号  
17.   
18. #define GPH2CON (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c40))  
19. #define GPH2DAT (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c44))  
20. #define GPH2PUD (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c48))  
21.   
22. #define GPH3CON (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c60))  
23. #define GPH3DAT (*(volatile u8*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c64))  
24.   
25. /*按键结构体*/  
26. struct key_info {  
27.     int irqno;  
28.     const charchar *name;  
29.     unsigned int code;  
30. };  
31.   
32. /*qt210用到的按键的信息*/  
33. static struct key_info key[4] = {  
34.     [0] = {IRQ_EINT(20), "COL4", KEY_L},  
35.     [1] = {IRQ_EINT(21), "COL5", KEY_S},  
36.     [2] = {IRQ_EINT(22), "COL6", KEY_BACKSPACE},  
37.     [3] = {IRQ_EINT(23), "COL7", KEY_ENTER},  
38. };  
39.   
40. /*模块结构体*/  
41. struct ldm_info {  
42.     struct input_dev *pdev;  
43.     struct timer_list timer;  
44. };  
45. static struct ldm_info ldm;  
46.   
47. /*定时器触发函数*/  
48. static void timer_handler(unsigned long data)  
49. {  
50.     struct key_info *p = (struct key_info *)data;  
51.   
52.     //检查到底是哪个按键，根据不同的按键，发送相应的input_event报告  
53.     input_report_key(ldm.pdev, p->code, !(GPH2DAT & (1 << (p-key+4)))); //按下时value为1，抬起时value为0  
54.   
55.     //发送哨兵报告  
56.     input_sync(ldm.pdev);  
57. }  
58.   
59. /*中断处理函数*/  
60. static irqreturn_t key_isr(int irqno, voidvoid *arg)  
61. {  
62.     ldm.timer.data = (unsigned long)arg;  
63.     mod_timer(&ldm.timer, jiffies + HZ / 10);  
64.   
65.     return IRQ_HANDLED;  
66. }  
67.   
68. /*按键相关的硬件初始化和中断注册*/  
69. static int key_init(void)  
70. {  
71.     int ret = 0;  
72.   
73.     //col4-7，GPH2_4-7设为输入，内部上拉  
74.     GPH2CON &= ~(0xffff << 16);  
75.     GPH2PUD = (GPH2PUD & ~(0xff << 8)) | 0b10101010 << 8;  
76.   
77.     //row1,GPH3_1设为输出  
78.     GPH3CON = (GPH3CON & ~(0xf << 4)) | 1 << 4;  
79.   
80.     //中断注册，成功后可以通过cat /proc/interrupts来查看当前所有注册的中断信息  
81.     ssize_t i = 0;  
82.     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(key); ++i) {  
83.         if ((ret = request_irq(key[i].irqno, key_isr, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING, key[i].name, (void*)(key + i))) < 0) {  
84.             printk("request irq %s failed\n", key[i].name);  
85.             goto err_request_irq;  
86.         }  
87.     }  
88.   
89.     return 0;  
90.   
91. err_request_irq:  
92.     for (i = i - 1; i >= 0; --i) {  
93.         free_irq(key[i].irqno, (void*)(key + i));  
94.     }  
95.     return ret;  
96. }  
97.   
98. static int __init ldm_init(void)  
99. {  
100.     printk("%s\n", __FUNCTION__);  
101.   
102.     int ret = 0;  
103.   
104.     //1 创建输入设备对象  
105.     ldm.pdev = input_allocate_device();  
106.     if (!ldm.pdev) {  
107.         printk("input_allocate_device failed\n");  
108.         ret = -ENOMEM;  
109.         goto err_input_allocate_device;  
110.     }  
111.   
112.     //2 填充input_dev的成员  
113.     //2.1 注册输入设备类型，支持按键类型的输入，支持连发  
114.     ldm.pdev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REP);  
115.   
116.     //2.2 注册键盘映射的键位  
117.     ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_BACKSPACE)] = BIT_MASK(KEY_BACKSPACE);  
118.     ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_ENTER)] |= BIT_MASK(KEY_ENTER);  
119.     ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_L)] |= BIT_MASK(KEY_L);  
120.     ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_S)] |= BIT_MASK(KEY_S);  
121.   
122.     //3 硬件初始化  
123.     ret = key_init();  
124.     if (ret < 0) {  
125.         printk("key_init failed\n");  
126.         goto err_key_init;  
127.     }  
128.     init_timer(&ldm.timer);  
129.     ldm.timer.function = timer_handler;  
130.   
131.     //5 注册设备  
132.     ret = input_register_device(ldm.pdev);  
133.     if (ret < 0) {  
134.         printk("input_register_device failed\n");  
135.         goto err_input_register_device;  
136.     }  
137.   
138.     return 0;  
139.   
140. err_input_register_device:  
141. err_key_init:  
142.     input_free_device(ldm.pdev);  
143. err_input_allocate_device:  
144.     return ret;  
145. }  
146.   
147. static void __exit ldm_exit(void)  
148. {  
149.     printk("%s\n", __FUNCTION__);  
150.   
151.     input_unregister_device(ldm.pdev);  
152.   
153.     ssize_t i = 0;  
154.     for (i = ARRAY_SIZE(key) - 1; i >= 0; --i) {  
155.         free_irq(key[i].irqno, (void*)(key + i));  
156.     }  
157.   
158.     input_free_device(ldm.pdev);  
159. }  
160.   
161. module_init(ldm_init);  
162. module_exit(ldm_exit);  
163.   
164. MODULE_LICENSE("GPL");  
165.   
166. //将该输入设备设置为当前默认的输入设备  
167. //cat /proc/console //显示当前默认的终端设备  
168. //cat /proc/bus/input/devices //查看当前注册的所有输入设备的信息  
169. //exec 0</dev/ttyX //将目标终端设备重定向成默认终端设备