intput子系统

1、按键驱动程序的第一个版本:day07/04
   
   //内核模块的基本要求
   init.h module.h LICENSE
   
   struct cdev btn_cdev;
   
   btn_read(...)
   {
       //阻塞
         等待队列  睡眠
       //非阻塞
       
       将数据拷贝到用户空间
   }
   
   struct file_operations btn_fops=
   {
        .open
        .release //设备的独占式访问  竞态
        .read = btn_read    //等待队列
   }
   
   timer_func/ delay_work_func()
   {
       判断哪个按键触发的
       通过读取管脚电平状态判断是按下触发还是释放触发
       保存键值
       唤醒睡眠进程
   }
   btn_isr()
   {
       延时去抖 或者 底半部方式去抖
   }
   int __init btn_drv_init(void)
   {
        申请注册设备号
        初始化cdev //操作函数集合
        注册cdev
        自动产生设备文件
        注册中断
   }
   void __exit btn_drv_exit(void)
   {
   }
   module_init(btn_drv_init);
   module_exit(btn_drv_exit)
 
  以上程序存在的问题：
     1）键值的标准化问题
     
     2）按键缓冲区
        循环缓冲队列
        注意竞态问题的解决
     3）按键按住不放
        按下按键保存了键值之后 开启一个新的定时器
        该定时器隔一段时间就向按键缓冲区中存一个键值
        直到释放按键时停止该定时器   
        
2、按键驱动程序第二个版本：input子系统
  2.1 什么是input子系统
   随着linux内核支持的硬件不断增多
   发现有一类设备，只有输入没有输出：键盘 鼠标 触摸屏...
   这类设备在实现驱动程序时 都要解决
      设备号
      cdev
      自动创建设备文件
      键值缓冲区
      按住不放
      ... ...
   内核设计者将该类设备和硬件无关的代码在内核中实现完毕了
   该部分代码被称作input子系统
 2.2 input子系统的作用  
   驱动工程师在实现某款具体输入设备驱动程序时
   可以复用该部分代码，重点关注硬件相关的驱动代码编程
   缩短输入设备驱动编程的时间
 2.3 input子系统的使用方式（复用该部分代码的方法）
     
     input子系统的核心文件：drivers/input/input.c
     
     核心数据结构
         struct input_dev
         {
             name
             //标识该设备会触发哪些事件 不会哪些事件
             evbit
             /*标识EV_KEY会报告哪些按键编码 不会报告哪些
               按键编码*/
             keybit
             。。。
         }
     使用步骤：
         1）申请一个input_dev变量（kmalloc）
            struct input_dev *input_allocate_device(void)
         2）初始化input_dev变量
         
         3）注册input_dev变量
            int input_register_device(struct input_dev *dev)
         4）硬件操作
            注册中断
            去除抖动
            判断哪个按键触发的
            判断是按下触发还是释放触发
         
         5）报告事件 （保存键值 唤醒睡眠进程）   
            void input_event(struct input_dev *dev,
         unsigned int type, unsigned int code, int value)
         dev, 谁报告的
         type, 报告的事件类型
         code, 当事件类型不同时含义不同
               如果EV_KEY时，其含义为按键编码
         value,事件类型不同 含义不同
               如果EV_KEY时，代表按下触发还是释放触发
               0， 释放触发
               1， 按下触发
         6）注销input_dev变量
            void input_unregister_device(struct input_dev *dev)
         7）释放input_dev变量
            void input_free_device(struct input_dev *dev)
            
   注意：实验时安装模块后对应的设备文件怎么找？
         有两种方式，可以确定对应的设备文件
         1）ls /dev/input/event*
            insmod btn_drv.ko
            ls /dev/input/event*
         2）cat /proc/bus/input/devices
   验证：驱动程序的有效性
         hexdump /dev/input/event5      
序列号     秒        微秒   type code   value
0000000 d7c4 54a4 1e63 0001 0001 0067 0001 0000
0000010 d7c4 54a4 1e70 0001 0000 0000 0000 0000
0000020 d7c4 54a4 1bfc 0004 0001 0067 0000 0000
0000030 d7c4 54a4 1c00 0004 0000 0000 0000 0000                       
 
  课上的要求：能够按照以上7步实现按键驱动程序(能看懂)
 
  更高的要求：研究linux子系统的代码
      
    drivers/input/input.c
    input_init()
    {
        //主设备号为13的设备 对应的操作函数集合是input_fops
        register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);
    }

     
    open("/dev/input/event5", ....)                
    -------------------------------------------
    sys_open()
    {
       struct file btn_file;//全局
       
       input_fops.open(inode, &btn_file)//input_open_file
       {
          //根据次设备号找到该设备对应handler
          //对于按键设备它找的handler是 evdev_handler
          handler = input_table[iminor(inode) >> 5];
          
          //将evdev_handler中记录的操作函数集合地址返回
          new_fops = fops_get(handler->fops)
          
          //将btn_file.f_op修改为 handler中记录的操作函数集合
          file->f_op = new_fops;
       }  
    }

 

#include "../../global.h"

#include <linux/input.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <mach/platform.h>

static struct input_dev *btn_input=NULL;

typedef struct btn_desc
{
    char *name;//名称
    int irq;//中断号
    unsigned short code;//按键编码值
    int gpio;//管脚编号
}btn_desc_t;
btn_desc_t buttons[]=
{
    {"up", IRQ_GPIO_A_START+28, KEY_UP, PAD_GPIO_A+28},
    {"down", IRQ_GPIO_B_START+30, KEY_DOWN, PAD_GPIO_B+30},
    {"left", IRQ_GPIO_B_START+31, KEY_LEFT, PAD_GPIO_B+31},
    {"right", IRQ_GPIO_B_START+9, KEY_RIGHT, PAD_GPIO_B+9},

};
struct timer_list btn_timer;

irqreturn_t btn_isr(int irq, void *dev)
{
    /*传递按键的描述信息*/
    btn_timer.data = (unsigned long)dev;

    mod_timer(&btn_timer, jiffies+HZ/100);

    return IRQ_HANDLED;
}
void btn_timer_func(unsigned long data)
{
    int stat = 0;
    /*获取哪个按键触发的*/
    btn_desc_t *pdata = (btn_desc_t *)data;
    /*判断是按下触发还是释放触发*/
    stat = gpio_get_value(pdata->gpio);

    /*5 报告事件（保存键值 唤醒睡眠进程）*/
    input_event(btn_input, EV_KEY, pdata->code, !stat);
    input_event(btn_input, EV_SYN, 0, 0);//此事件是告诉操作系统我报告的事件已经全部报告完成，相当于结束标准。

}
int __init btn_drv_init(void)
{
    int i = 0;
    int ret = 0;
    /*1 申请input_dev变量*/
    btn_input = input_allocate_device();
    /*2 初始化input_dev变量*/
    btn_input->name = "mybuttons";
    //段错误的
    //strcpy(btn_input->name, "mybuttons");
    /*2.1 配置该设备会报告的事件类型*/
    __set_bit(EV_SYN, btn_input->evbit);
    __set_bit(EV_KEY, btn_input->evbit);
    __set_bit(EV_REP, btn_input->evbit);
    /*2.2 配置EV_KEY时会报告的按键编码*/
    for(; i<ARRAY_SIZE(buttons); i++)
    {
        __set_bit(buttons[i].code, btn_input->keybit);
    }
    /*3 注册input_dev变量*/
    ret = input_register_device(btn_input);
    /*4 硬件操作*/
    for(i=0; i<ARRAY_SIZE(buttons); i++)
    {
        ret = request_irq(buttons[i].irq, btn_isr,
            IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING,
                          buttons[i].name,
                          buttons+i);
    }
    init_timer(&btn_timer);
    btn_timer.function = btn_timer_func;


    return 0;
}
void __exit btn_drv_exit(void)
{
    int i = 0;

    del_timer(&btn_timer);
    for(; i<ARRAY_SIZE(buttons); i++)
    {
        free_irq(buttons[i].irq, buttons+i);
    }

    /*6注销input_dev变量*/
    input_unregister_device(btn_input);
    /*7释放input_dev变量空间*/
    input_free_device(btn_input);
}
module_init(btn_drv_init);
module_exit(btn_drv_exit);

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/input.h>


//struct input_event key_info;
struct key
{
    long sec;
    long usec;
    unsigned short type;
    unsigned short code;
    int val;
}key_info;

int main(void)
{
    int fd = open("/dev/input/event5",
                   O_RDONLY);

    while(1)
    {
        read(fd, &key_info, sizeof(key_info));
        if(key_info.type == EV_KEY)
        {
            printf("type=%d code=%d value=%d\n",
                    key_info.type, key_info.code,
                    key_info.val);
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}