【嵌入式Linux驱动开发】四、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。

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>

#include <linux/input.h> //输入设备结构体（struct input_dev）

#include <linux/timer.h> //定时器

#include <linux/interrupt.h> //函数request_irq()

// arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/regs-gpio.h
#include <mach/regs-gpio.h> //GPIO寄存器虚拟地址的基地址（S5P_VA_GPIO）

// arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/irqs.h
// arch/arm/plat-samsung/include/plat/irqs.h
#include <mach/irqs.h> //中断号

#define GPH2CON (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c40))
#define GPH2DAT (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c44))
#define GPH2PUD (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c48))

#define GPH3CON (*(volatile u32*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c60))
#define GPH3DAT (*(volatile u8*)(S5P_VA_GPIO + 0x0c64))

/*按键结构体*/
struct key_info {
	int irqno;
	const char *name;
	unsigned int code;
};

/*qt210用到的按键的信息*/
static struct key_info key[4] = {
	[0] = {IRQ_EINT(20), "COL4", KEY_L},
	[1] = {IRQ_EINT(21), "COL5", KEY_S},
	[2] = {IRQ_EINT(22), "COL6", KEY_BACKSPACE},
	[3] = {IRQ_EINT(23), "COL7", KEY_ENTER},
};

/*模块结构体*/
struct ldm_info {
	struct input_dev *pdev;
	struct timer_list timer;
};
static struct ldm_info ldm;

/*定时器触发函数*/
static void timer_handler(unsigned long data)
{
	struct key_info *p = (struct key_info *)data;

	//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
	input_report_key(ldm.pdev, p->code, !(GPH2DAT & (1 << (p-key+4)))); //按下时value为1，抬起时value为0

	//发送哨兵报告
	input_sync(ldm.pdev);
}

/*中断处理函数*/
static irqreturn_t key_isr(int irqno, void *arg)
{
	ldm.timer.data = (unsigned long)arg;
	mod_timer(&ldm.timer, jiffies + HZ / 10);

	return IRQ_HANDLED;
}

/*按键相关的硬件初始化和中断注册*/
static int key_init(void)
{
	int ret = 0;

	//col4-7，GPH2_4-7设为输入，内部上拉
	GPH2CON &= ~(0xffff << 16);
	GPH2PUD = (GPH2PUD & ~(0xff << 8)) | 0b10101010 << 8;

	//row1,GPH3_1设为输出
	GPH3CON = (GPH3CON & ~(0xf << 4)) | 1 << 4;

	//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
	ssize_t i = 0;
	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(key); ++i) {
		if ((ret = request_irq(key[i].irqno, key_isr, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING, key[i].name, (void*)(key + i))) < 0) {
			printk("request irq %s failed\n", key[i].name);
			goto err_request_irq;
		}
	}

	return 0;

err_request_irq:
	for (i = i - 1; i >= 0; --i) {
		free_irq(key[i].irqno, (void*)(key + i));
	}
	return ret;
}

static int __init ldm_init(void)
{
	printk("%s\n", __FUNCTION__);

	int ret = 0;

	//1 创建输入设备对象
	ldm.pdev = input_allocate_device();
	if (!ldm.pdev) {
		printk("input_allocate_device failed\n");
		ret = -ENOMEM;
		goto err_input_allocate_device;
	}

	//2 填充input_dev的成员
	//2.1 注册输入设备类型，支持按键类型的输入，支持连发
	ldm.pdev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REP);

	//2.2 注册键盘映射的键位
	ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_BACKSPACE)] = BIT_MASK(KEY_BACKSPACE);
	ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_ENTER)] |= BIT_MASK(KEY_ENTER);
	ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_L)] |= BIT_MASK(KEY_L);
	ldm.pdev->keybit[BIT_WORD(KEY_S)] |= BIT_MASK(KEY_S);

	//3 硬件初始化
	ret = key_init();
	if (ret < 0) {
		printk("key_init failed\n");
		goto err_key_init;
	}
	init_timer(&ldm.timer);
	ldm.timer.function = timer_handler;

	//5 注册设备
	ret = input_register_device(ldm.pdev);
	if (ret < 0) {
		printk("input_register_device failed\n");
		goto err_input_register_device;
	}

	return 0;

err_input_register_device:
err_key_init:
	input_free_device(ldm.pdev);
err_input_allocate_device:
	return ret;
}

static void __exit ldm_exit(void)
{
	printk("%s\n", __FUNCTION__);

	input_unregister_device(ldm.pdev);

	ssize_t i = 0;
	for (i = ARRAY_SIZE(key) - 1; i >= 0; --i) {
		free_irq(key[i].irqno, (void*)(key + i));
	}

	input_free_device(ldm.pdev);
}

module_init(ldm_init);
module_exit(ldm_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

//将该输入设备设置为当前默认的输入设备
//cat /proc/console //显示当前默认的终端设备
//cat /proc/bus/input/devices //查看当前注册的所有输入设备的信息
//exec 0</dev/ttyX //将目标终端设备重定向成默认终端设备