FS2410开发板上的按键驱动程序（2）续
作者：赵老师，华清远见嵌入式学院讲师。
按键字符设备的file_operations结构定义为：
static struct file_operations button_fops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = button_ioctl,
.open = button_open,
.read = button_read,
.release = button_release,
};
以下为open和release函数接口的实现。
/* 打开文件, 申请中断 */
static int button_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{
int ret = nonseekable_open(inode, filp);
if (ret < 0)
{
return ret;
}
init_gpio(); /* 相关GPIO端口的初始化*/
request_irqs(); /* 申请4个中断 */
if (ret < 0)
{
return ret;
}
init_keybuffer(); /* 初始化按键缓冲数据结构 */
return ret;
}
/* 关闭文件, 屏蔽中断 */
static int button_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{
free_irqs(); /* 屏蔽中断 */
return 0;
}
在open函数接口中，进行了GPIO端口的初始化、申请硬件中断以及按键缓冲的初始化等工作。在以前的章节中提过，中断端口是比较宝贵而且数量有限的资源。因此需要注意，最好要在第一次打开设备时申请（调用request_irq函数）中断端口，而不是在驱动模块加载的时候申请。如果已加载的设备驱动占用而在一定时间段内不使用某些中断资源，则这些资源不会被其他驱动所使用，只能白白浪费掉。而在打开设备的时候（调用open函数接口）申请中断，则不同的设备驱动可以共享这些宝贵的中断资源。
以下为中断申请和释放的部分以及中断处理函数。
/* 中断处理函数,其中irq为中断号 */
static irqreturn_t button_irq(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
unsigned char ucKey = 0;
disable_irqs(); /* 屏蔽中断 */
/* 延迟50毫秒, 屏蔽按键毛刺 */
udelay(50000);
ucKey = button_scan(irq); /* 扫描按键，获得进行操作的按键的ID */
if ((ucKey >= 1) && (ucKey <= 16))
{
/* 如果缓冲区已满, 则不添加 */
if (((key_buffer.head + 1) & (MAX_KEY_COUNT - 1)) != key_buffer.tail)
{
spin_lock_irq(&buffer_lock);
key_buffer.jiffy[key_buffer.tail] = get_tick_count();
key_buffer.tail ++;
key_buffer.tail &= (MAX_KEY_COUNT -1);
spin_unlock_irq(&buffer_lock);
}
}
init_gpio(); /* 初始化GPIO端口，主要是为了恢复中断端口配置 */
enable_irqs(); /* 开启中断 */
return IRQ_HANDLED;/* 2.6内核返回值一般是这个宏 */
}
/* 申请4个中断 */
static int request_irqs(void)
{
int ret, i, j;
for (i = 0; i < MAX_COLUMN; i++)
{
ret = request_irq(key_info_matrix[i][0].irq_no,
button_irq, SA_INTERRUPT, BUTTONS_DEVICE_NAME, NULL);
if (ret < 0)
{
for (j = 0; j < i; j++)
{
free_irq(key_info_matrix[j][0].irq_no, NULL);
}
return -EFAULT;
}
}
return 0;
}
/* 释放中断 */
static __inline void free_irqs(void)
{
int i;
for (i = 0; i < MAX_COLUMN; i++)
{
free_irq(key_info_matrix[i][0].irq_no, NULL);
}
}
中断处理函数在每次中断产生的时候会被调用，因此它的执行时间要尽可能得短。通常中断处理函数只是简单地唤醒等待资源的任务，而复杂且耗时的工作则让这个任务去完成。中断处理函数不能向用户空间发送数据或者接收数据，不能做任何可能发生睡眠的操作，而且不能调用schedule()函数。
为了简单起见，而且考虑到按键操作的时间比较长，在本实例中的中断处理函数button_irq()里，通过调用睡眠函数来消除毛刺信号。读者可以根据以上介绍的对中断处理函数的要求改进该部分代码。
按键扫描函数如下所示。首先根据中断号确定操作按键所在行的位置，然后采用逐列扫描法最终确定操作按键所在的位置。
/*
** 进入中断后, 扫描铵键码
** 返回: 按键码(1-16), 0xff表示错误
*/
static __inline unsigned char button_scan(int irq)
{
unsigned char key_id = 0xff;
unsigned char column = 0xff, row = 0xff;
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF0, S3C2410_GPF0_INP); /* GPF0 */
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF2, S3C2410_GPF2_INP); /* GPF2 */
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG3, S3C2410_GPG3_INP); /* GPG3 */
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG11, S3C2410_GPG11_INP); /* GPG11 */
switch (irq)
{ /* 根据irq值确定操作按键所在行的位置*/
case IRQ_EINT0:
{
column = 0;
}
break;
case IRQ_EINT2:
{
column = 1;
}
break;
case IRQ_EINT11:
{
column = 2;
}
break;
case IRQ_EINT19:
{
column = 3;
}
break;
}
if (column != 0xff)
{ /* 开始逐列扫描， 扫描第0列 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 0); /* 将KSCAN0置为低电平 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 1);
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][0].irq_gpio_port))
{ /* 观察对应的中断线的输入端口值 */
key_id = key_info_matrix[column][0].key_id;
return key_id;
}
/* 扫描第1列*/
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 0); /* 将KSCAN1置为低电平 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 1);
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][1].irq_gpio_port))
{
key_id = key_info_matrix[column][1].key_id;
return key_id;
}
/* 扫描第2列*/
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 0); /* 将KSCAN2置为低电平 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 1);
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][2].irq_gpio_port))
{
key_id = key_info_matrix[column][2].key_id;
return key_id;
}
/* 扫描第3列*/
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 0); /* 将KSCAN3置为低电平 */
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][3].irq_gpio_port))
{
key_id = key_info_matrix[column][3].key_id;
return key_id;
}
}
return key_id;
}
以下是read函数接口的实现。首先在按键缓冲中删除已经过时的按键操作信息，接下来，从按键缓冲中读取一条信息（按键ID）并传递给用户层。
/* 从缓冲删除过时数据(5秒前的按键值) */
static void remove_timeoutkey(void)
{
unsigned long tick;
spin_lock_irq(&buffer_lock); /* 获得一个自旋锁 */
while(key_buffer.head != key_buffer.tail)
{
tick = get_tick_count() - key_buffer.jiffy[key_buffer.head];
if (tick < 5000) /* 5秒 */
break;
key_buffer.buf[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.jiffy[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.head ++;
key_buffer.head &= (MAX_KEY_COUNT -1);
}
spin_unlock_irq(&buffer_lock); /* 释放自旋锁 */
}
/* 读键盘 */
static ssize_t button_read(struct file *filp,
char *buffer, size_t count, loff_t *f_pos)
{
ssize_t ret = 0;
remove_timeoutkey(); /* 删除过时的按键操作信息 */
spin_lock_irq(&buffer_lock);
while((key_buffer.head != key_buffer.tail) && (((size_t)ret) < count))
{
put_user((char)(key_buffer.buf[key_buffer.head]), &buffer[ret]);
key_buffer.buf[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.jiffy[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.head ++;
key_buffer.head &= (MAX_KEY_COUNT -1);
ret ++;
}
spin_unlock_irq(&buffer_lock);
return ret;
}
以上介绍了按键驱动程序中的主要内容。