RK3568笔记三十七：按键驱动实验（设备树）

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一、编程思路

程序编写的主要内容为添加 key 的设备树节点、在驱动程序中使用 of 函数获取设备节点中的属性，编写测试应用程序。

• 首先向设备树添加 key 设备节点。

• 其次编写平台设备驱动框架，主要包驱动入口函数、驱动注销函数、平台设备结构体定义 三部分内容。

• 实现.probe 函数，对 key 进行设备注册和初始化。

• 实现字符设备操作函数集，这里主要实现.read操作。

• 编写测试应用程序，读取按键值

二、按键原理

按键输入，在驱动程序中使用 一个整形变量来表示按键值，应用程序通过 read 函数来读取按键值，判断按键有没有按下。

开发板上的按键都是采用 ADC 驱动的，而 RK3568 的 ADC 引脚不能复用为 GPIO。所以 不能直接使用按键来完成本实验，这里使用GPIO3_C5来测试。

默认情况下 GPIO3_C5 是低电平，所以我们通过使用杜邦线将图 13.2.1 中 GPIO3_C5 这个 引脚接到 VCC 上的方式来模拟按键按下。也就是模拟按键按下，GPIO3_C5 为高电平，松开按 键为低电平。

三、编写设备树

修改的两个文件，一是rk3568-atk-evb1-ddr4-v10.dtsi， 二是rk3568-pinctrl.dtsi.

rk3568-atk-evb1-ddr4-v10.dtsi

key {
compatible = "yifeng,key";
pinctrl-0 = <&key_gpio>;
pinctrl-names = "yifeng,key";
key-gpio = <&gpio3 RK_PC5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
status = "okay";
};

rk3568-pinctrl.dtsi

在最后面添加,仿写GPIO

key-gpios {
/omit-if-no-ref/
key_gpio: key-pin {
rockchip,pins =
<3 RK_PC5 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
};
};

修改完成两个文件后，需要重新编译kernel并烧写boot.img .

烧写完成以后启动开发板。Linux 启动成功以后进入到/proc/device-tree/目录中查看是否有key节点

四、驱动程序

1、key.c

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
//#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>


#define KEY_CNT1/* 设备号个数 */
#define KEY_NAME"key"/* 名字 */

/* 定义按键值 */
#define KEY0VALUE0XF0/* 按键值 */
#define INVAKEY0X00/* 无效的按键值  */

/* key设备结构体 */
struct key_dev{
dev_t devid;/* 设备号  */
struct cdev cdev;/* cdev */
struct class *class;/* 类 */
struct device *device;/* 设备  */
int major;/* 主设备号  */
int minor;/* 次设备号   */
struct device_node*nd; /* 设备节点 */
int key_gpio;/* key所使用的GPIO编号*/
atomic_t keyvalue;/* 按键值 */
};

static struct key_dev keydev;/* key设备 */

/*
 * @description: 初始化按键IO，open函数打开驱动的时候
 *   初始化按键所使用的GPIO引脚。
 * @param : 无
 * @return : 无
 */
static int keyio_init(void)
{
int ret;
const char *str;

/* 设置LED所使用的GPIO */
/* 1、获取设备节点：keydev */
keydev.nd = of_find_node_by_path("/key");
if(keydev.nd == NULL) {
printk("keydev node not find!\r\n");
return -EINVAL;
}

/* 2.读取status属性 */
ret = of_property_read_string(keydev.nd, "status", &str);
if(ret < 0) 
    return -EINVAL;

if (strcmp(str, "okay"))
        return -EINVAL;
    
/* 3、获取compatible属性值并进行匹配 */
ret = of_property_read_string(keydev.nd, "compatible", &str);
if(ret < 0) {
printk("keydev: Failed to get compatible property\n");
return -EINVAL;
}

    if (strcmp(str, "yifeng,key")) {
        printk("keydev: Compatible match failed\n");
        return -EINVAL;
    }

/* 4、 获取设备树中的gpio属性，得到KEY0所使用的KYE编号 */
keydev.key_gpio = of_get_named_gpio(keydev.nd, "key-gpio", 0);
if(keydev.key_gpio < 0) {
printk("can't get key-gpio");
return -EINVAL;
}
printk("key-gpio num = %d\r\n", keydev.key_gpio);

/* 5.向gpio子系统申请使用GPIO */
ret = gpio_request(keydev.key_gpio, "KEY0");
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "keydev: Failed to request key-gpio\n");
        return ret;
}

/* 6、设置GPIO2_D4输入模式 */
ret = gpio_direction_input(keydev.key_gpio);
if(ret < 0) {
printk("can't set gpio!\r\n");
return ret;
}
return 0;
}

/*
 * @description: 打开设备
 * @param - inode : 传递给驱动的inode
 * @param - filp : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
 *   一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 * @return : 0 成功;其他 失败
 */
static int key_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
int ret = 0;
filp->private_data = &keydev; /* 设置私有数据 */

ret = keyio_init();/* 初始化按键IO */
if (ret < 0) {
return ret;
}

return 0;
}

/*
 * @description: 从设备读取数据 
 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt : 要读取的数据长度
 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移
 * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
 */
static ssize_t key_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
int ret = 0;
int value;
struct key_dev *dev = filp->private_data;

if (gpio_get_value(dev->key_gpio) == 1) { /* key0按下 */
while(gpio_get_value(dev->key_gpio));/* 等待按键释放 */
atomic_set(&dev->keyvalue, KEY0VALUE);
} else {
atomic_set(&dev->keyvalue, INVAKEY);/* 无效的按键值 */
}

value = atomic_read(&dev->keyvalue);
ret = copy_to_user(buf, &value, sizeof(value));
return ret;
}

/*
 * @description: 向设备写数据 
 * @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符
 * @param - buf : 要写给设备写入的数据
 * @param - cnt : 要写入的数据长度
 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移
 * @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
 */
static ssize_t key_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
return 0;
}

/*
 * @description: 关闭/释放设备
 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return : 0 成功;其他 失败
 */
static int key_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct key_dev *dev = filp->private_data;
gpio_free(dev->key_gpio);

return 0;
}

/* 设备操作函数 */
static struct file_operations key_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = key_open,
.read = key_read,
.write = key_write,
.release = key_release,
};

/*
 * @description: 驱动入口函数
 * @param : 无
 * @return : 无
 */
static int __init mykey_init(void)
{
int ret;
/* 1、初始化原子变量    */
keydev.keyvalue= (atomic_t)ATOMIC_INIT(0);

/* 2、原子变量初始值为INVAKEY */
atomic_set(&keydev.keyvalue, INVAKEY);

/* 注册字符设备驱动 */
/* 1、创建设备号 */
if (keydev.major) {/*  定义了设备号 */
keydev.devid = MKDEV(keydev.major, 0);
ret = register_chrdev_region(keydev.devid, KEY_CNT, KEY_NAME);
if(ret < 0) {
pr_err("cannot register %s char driver [ret=%d]\n", KEY_NAME, KEY_CNT);
return -EIO;
}
} else {/* 没有定义设备号 */
ret = alloc_chrdev_region(&keydev.devid, 0, KEY_CNT, KEY_NAME);/* 申请设备号 */
if(ret < 0) {
pr_err("%s Couldn't alloc_chrdev_region, ret=%d\r\n", KEY_NAME, ret);
return -EIO;
}
keydev.major = MAJOR(keydev.devid);/* 获取分配号的主设备号 */
keydev.minor = MINOR(keydev.devid);/* 获取分配号的次设备号 */
}
printk("keydev major=%d,minor=%d\r\n",keydev.major, keydev.minor);

/* 2、初始化cdev */
keydev.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&keydev.cdev, &key_fops);

/* 3、添加一个cdev */
cdev_add(&keydev.cdev, keydev.devid, KEY_CNT);
if(ret < 0)
goto del_unregister;

/* 4、创建类 */
keydev.class = class_create(THIS_MODULE, KEY_NAME);
if (IS_ERR(keydev.class)) {
goto del_cdev;
}

/* 5、创建设备 */
keydev.device = device_create(keydev.class, NULL, keydev.devid, NULL, KEY_NAME);
if (IS_ERR(keydev.device)) {
goto destroy_class;
}
return 0;

destroy_class:
device_destroy(keydev.class, keydev.devid);
del_cdev:
cdev_del(&keydev.cdev);
del_unregister:
unregister_chrdev_region(keydev.devid, KEY_CNT);
return -EIO;
}

/*
 * @description: 驱动出口函数
 * @param : 无
 * @return : 无
 */
static void __exit mykey_exit(void)
{
/* 注销字符设备驱动 */
cdev_del(&keydev.cdev);/*  删除cdev */
unregister_chrdev_region(keydev.devid, KEY_CNT); /* 注销设备号 */

device_destroy(keydev.class, keydev.devid);
class_destroy(keydev.class);
}

module_init(mykey_init);
module_exit(mykey_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("YIFENG");
MODULE_INFO(intree, "Y");

程序采用的是原子操作，不建议使用，实际中的按键驱动有专门的input输入子系统。后续会测试。

2、makefile

KERNELDIR := /home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel
ARCH=arm64
CROSS_COMPILE=/opt/atk-dlrk356x-toolchain/usr/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-

export  ARCH  CROSS_COMPILE

CURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := key.o

build: kernel_modules

kernel_modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

编译：

make

把生成的key.ko上传到

五、应用程序

keyApp.c

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

/* 定义按键值 */
#define KEY0VALUE0XF0
#define INVAKEY0X00

/*
 * @description: main主程序
 * @param - argc : argv数组元素个数
 * @param - argv : 具体参数
 * @return : 0 成功;其他 失败
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, ret;
char *filename;
int keyvalue;

if(argc != 2){
printf("Error Usage!\r\n");
return -1;
}

filename = argv[1];

/* 打开key驱动 */
fd = open(filename, O_RDWR);
if(fd < 0){
printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
return -1;
}

/* 循环读取按键值数据！ */
while(1) {
read(fd, &keyvalue, sizeof(keyvalue));
if (keyvalue == KEY0VALUE) {/* KEY0 */
printf("KEY0 Press, value = %#X\r\n", keyvalue);/* 按下 */
}
}

ret= close(fd); /* 关闭文件 */
if(ret < 0){
printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);
return -1;
}
return 0;
}

编译：

/opt/atk-dlrk356x-toolchain/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-gcc keyApp.c -o keyApp

六、测试

把ko文件和应用程序上传到开发板。

# 加载驱动
insmod key.ko 

# 测试
 ./keyApp /dev/key 

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原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_38807927/article/details/140449745

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