TQ2440按键点亮LED驱动程序

TQ2440按键点亮LED驱动程序

一，硬件分析：

1.打开TQ2440的底板原理图找到按键测试的模块，如下图所示：

从图我们知道，控制按键k1 k2 k3 k4 的管脚为EINT1 EINT4 EINT2 EINT0 ，当按键按下时，管脚输出低电平，当按键没有被按下时，管脚输出高电平。

2.打开TQ2440核心板原理图找到EINT1  EINT4 EINT2 EINT0所对应的cpu控制引脚，如下图所示：

从图我们可以知道，EINT1  EINT4 EINT2 EINT0 对应的cpu控制引脚为GPF1 GPF4 GPF2 GPF0 。

3.打开s3c2410的芯片手册查看引脚GPF1 GPF4 GPF2 GPF0 ，如下图所示 ：

如图我们知道如何将cpu引脚 GPF1 GPF4 GPF2 GPF0 设置成中断模式，比如我要将GPF0设置成为中断模式，我只需要将其寄存器二进制的第1位和第0位设置成为1和0即可，但是我们只需要知道原理即可，具体将引脚设置成为中断模式，我们可以利用linux内核中的一些宏来实现。

二，按键点亮LED驱动程序源码Button6.c ：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <linux/irq.h> //定义 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH
#include <linux/interrupt.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/wait.h>
 
#define DEVICE_NAME  "button6"  //设备名称         
#define DEVICE_MAJOR  2898 //主设备号 
#define LED_ON 1  //定义LED亮为1
#define LED_OFF 0  //定义LED暗为0
 
//定义按键中断结构体 
struct button_irq
{ 
    int irq; //中断号
    int pin; //中断控制引脚   
    int pin_setting; //中断控制引脚的设置（设置控制引脚为中断模式）     
    int number; //按键编号
    char *name; //按键名称   
};
 
//按键数组，包含4个按键的信息
//S3C2410_GPF0_EINT0在Regs-gpio.h中     
static struct button_irq button_irqs [] =
{
    {IRQ_EINT1, S3C2410_GPF1, S3C2410_GPF1_EINT1, 0, "KEY1"}, //按键K1
    {IRQ_EINT4, S3C2410_GPF4, S3C2410_GPF4_EINT4, 1, "KEY2"}, //按键K2
    {IRQ_EINT2, S3C2410_GPF2, S3C2410_GPF2_EINT2, 2, "KEY3"}, //按键K3
    {IRQ_EINT0, S3C2410_GPF0, S3C2410_GPF0_EINT0, 3, "KEY4"}, //按键K4
};
 
//保存按键值的数组
//volatile关键字意义：每次读和写都是用内存中的值而不是CPU寄存器的值
static volatile int key_values [] = {0, 0, 0, 0}; 
 
static unsigned long led_table [] ={ S3C2410_GPB5, S3C2410_GPB6, S3C2410_GPB7, S3C2410_GPB8,};//LED控制引脚 
//LED控制引脚的设置（设置引脚为输出模式）
static unsigned int led_cfg_table [] ={ S3C2410_GPB5_OUTP, S3C2410_GPB6_OUTP, S3C2410_GPB7_OUTP, S3C2410_GPB8_OUTP,};
 
//等待队列:
//等待队列头，当应用程序读取按键时，如果此时没有按键按下，程序就休眠
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(button_waitq); //定义并初始化等待队列           
static volatile int ev_press = 0;  //按键是否被按的标志（按下和松开都算）     
 
//中断处理函数 
static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id)
{ 
    struct button_irq *button_irqs = (struct button_irq*)dev_id; //获取request_irq注册中断时关联的参数信息
    int up = s3c2410_gpio_getpin(button_irqs->pin); //注册中断
    if (up)
        key_values[button_irqs->number] = (button_irqs->number + 1) + 0x80;
    else
        key_values[button_irqs->number] = (button_irqs->number + 1);  //根据中断注册情况设置按键的值
    ev_press = 1;                  //表示中断发生了
    wake_up_interruptible(&button_waitq);  //唤醒休眠的进程 
    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);//返回中断信息
}
 
//定义open方法 
static int buttons_open(struct inode *inode, struct file *file)
{ 
    int i;
    int err;
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        s3c2410_gpio_cfgpin(button_irqs[i].pin,button_irqs[i].pin_setting); //设置中断控制引脚为中断模式   
        err = request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, NULL, button_irqs[i].name, (void *)&button_irqs[i]); //申请中断 
        if (err) //返回值为非零值表示申请中断不成功 
            break;
    }
    if (err) //申请中断错误处理 
    {
      for (; i >= 0; i--)
      {
          //释放已经注册的中断
          disable_irq(button_irqs[i].irq);
          free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);
      }
      return -EBUSY; //返回值表示中断已被占用且不能共享       
  }
  //配置LED引脚为输出模式   
  for (i = 0; i < 4; i++)
  {   
      s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
  }
  return 0;
}
 
//定义close方法 
static int buttons_close(struct inode *inode, struct file *file)
{ 
    int i;
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        // 释放已经注册的中断
        disable_irq(button_irqs[i].irq);
        free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)&button_irqs[i]);
    }
    return 0;
}
 
//定义read方法 
static int buttons_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)
{
  unsigned long err;
  //if (!ev_press) //如果没有按键按下
  while(!ev_press) //如果没有按键按下         
  {
      if (filp->f_flags & O_NONBLOCK) //如果是非阻塞读取设备，那么程序就直接返回 -EAGAIN
          return -EAGAIN; //不阻塞，下次再来read 
      else     
          wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press); //阻塞读取设备         
  }
  ev_press = 0;
  //把按键值的信息从内核空间复制到用户空间
  err = copy_to_user(buff, (const void *)key_values, min(sizeof(key_values), count));
  memset((void *)key_values, 0, sizeof(key_values));//清零
  return err ? -EFAULT : min(sizeof(key_values), count);
}
 
//select方法 
static unsigned int buttons_poll( struct file *file, struct poll_table_struct *wait)
{ 
    unsigned int mask = 0;
    poll_wait(file, &button_waitq, wait); //将等待队列添加到poll_table中 
    if (ev_press)
        mask |= POLLIN | POLLRDNORM; //设备可读的掩码
    return mask; //返回设备可读的掩码 
}
 
//定义ioctl方法 
static int leds_ioctl( struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{   
    if(arg > 4)
    { 
      return -EINVAL;
    }
    switch(cmd)
    { 
        case LED_ON: //如果是点亮
            s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 0);//LED控制引脚输出低电平，此时灯亮
            return 0; 
        case LED_OFF://如果是熄灭
            s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 1);//LED控制引脚输出高电平，此时灯灭
            return 0; 
        default: 
        return -EINVAL;
    }
    return 0;
}
 
//定义file_operations方法 
static struct file_operations buttons_fops =
{
    .owner = THIS_MODULE, 
    .open = buttons_open,
    .release = buttons_close,
    .read = buttons_read,
    .poll = buttons_poll,
    .ioctl = leds_ioctl,
};
 
//声明自动创建设备文件的类     
static struct class *button_class;
 
//驱动程序加载函数的实现
static int __init buttons_init(void)
{ 
    int ret;
    int i;
    printk("TQ2440/SKY2440 LEDS!\n"); //输出初始化信息 
    ret = register_chrdev(DEVICE_MAJOR, DEVICE_NAME, &buttons_fops); //注册设备
    if (ret)
    {
        printk(DEVICE_NAME  " can't register major number\n");   
        return ret;
    }         
    //设备节点文件自动创建的实现
    button_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);//注册一个类，使mdev可以在"/dev/"目录下面建立设备节点
    if(IS_ERR(button_class))
    {
        printk("Err: failed in Button_leds class. \n");
        return -1;
    }
    device_create(button_class, NULL, MKDEV(DEVICE_MAJOR, 0), NULL, DEVICE_NAME);//创建一个设备节点，节点名为DEVICE_NAME
    for(i=0;i<4;++i) //熄灭4盏LED灯
    {
      s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i],led_cfg_table[i]); //配置LED的控制引脚为输出模式
      s3c2410_gpio_setpin(led_table[i],1); //使LED控制引脚输出高电平，灯灭 
    }
    printk(DEVICE_NAME " initialized\n");//打印信息，内核中的打印用printk函数
    return 0;
}
 
//驱动程序卸载函数的实现
static void __exit buttons_exit(void)
{ 
    unregister_chrdev(DEVICE_MAJOR, DEVICE_NAME);//注销设备 
    device_destroy(button_class, MKDEV(DEVICE_MAJOR, 0)); //删掉设备节点
    class_destroy(button_class); //注销类
}
 
module_init(buttons_init);//驱动模块加载声明，执行“insmod  tope-buttons.ko”命令时调用的函数
module_exit(buttons_exit); //驱动模块加载声明，执行“rmmod  tope-buttons”命令时调用的函数
MODULE_LICENSE("GPL");//遵循的协议

源码分析：

1.程序的一开始我们定义了一个按键中断的结构体，我们可以将这个结构体看做是本程序要处理的按键中断的数据类型。然后我们分别对四个按键进行初始化。这里要说明下实现cpu引脚工作在中断模式下的宏S3C2410_GPF1_EINT1，S3C2410_GPF4_EINT4 ，S3C2410_GPF2_EINT2 和S3C2410_GPF0_EINT0 ，他们定义在在Regs-gpio.h中，源码路径：arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/regs-gpio.h ，我们来看下宏S3C2410_GPF1_EINT1：#define S3C2410_GPF1_EINT1  (0x02 << 2) ，我们分析可以知道这里实际上就是将GPF1的寄存器二进制位的第3位和第2位设置成为1和0，从而使得GPF1工作在中断模式下。接着定义LED灯的控制引脚的数组和将LED控制引脚设置成为输出模式的宏，这里不做解释，因为前面我写过一篇TQ2440LED灯的驱动程序的文章，不懂请看那篇文章。

2.设置中断处理函数，当发生中断时就调用这个中断处理函数来处理中断，这之后是定义设备的open方法，对于本文的程序open方法主要的职责是：设置cpu的中断控制引脚工作在中断模式下并且申请中断；设置LED的cpu控制引脚工作在输出模式下。

3.定义设备的close方法，close方法的主要职责：释放系统的中断，如果申请的中断没有释放会占用系统的中断资源，导致某些程序无法运行，比如我一开始由于中断的释放这里没有处理好，导致的问题是当我将驱动模块加载进系统内核，然后运行我的驱动测试程序，这些都没有问题，但是当我关掉测试程序再次运行时，本人发现测试程序打不开设备了，不能运行了，提示错误设备正忙，原因就是系统的中断资源没有及时释放。

4.定义设备的read方法，read方法的主要职责是：当我上层应用程序需要读我的设备的时候，当我设备没有数据可读的时候，这个时候该如何处理的问题。

5.定义设备的poll方法，poll设备方法负责完成：

①使用poll_wait将等待队列添加到poll_table中。

②返回描述设备是否可读或可写的掩码。

位掩码：

POLLIN  设备可读

POLLRDNORM 数据可读

POLLOUT 设备可写

POLLWRNORM 数据可写

设备可读通常返回 （POLLIN|POLLRDNORM）

设备可写通常返回 （POLLOUT|POLLWRNORM）

6.定义ioctl方法，这个设备方法不做解释，不懂的话请看我前面写的那篇TQ2440LED驱动程序的文章。

7.定义file_operations 。file_operations结构中的每一个成员的名字都对应着一个上层应用程序的调用。

8.定义模块加载函数：这里需要特别说明的是，我们要在驱动模块加载函数里面要加入熄灭4盏LED灯的代码，以便等下测试的时候能够很好的看到按键点亮LED灯的效果。

9.定义模块卸载函数：略。

更多详情见请继续阅读下一页的精彩内容：

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