需求
驱动实现 GPIO 的脉冲信号检测,当脉冲信号来临时和脉冲信号结束时通知系统。
实现原理
1、当脉冲来临时通过 GPIO 中断触发检测;
2、脉冲信号作为按键事件处理,并通过 input 子系统进行事件上报;
3、使用内核定时器进行 input 事件上报的控制。
具体实现
设备树配置为:
&rk_key {
status = "okay";
compatible = "rockchip,key";
io-channels = <&saradc 1>;
vol-up-key {
linux,code = <114>;
label = "volume up";
rockchip,adc_value = <170>;
};
vol-down-key {
linux,code = <115>;
label = "volume down";
rockchip,adc_value = <1>;
};
power-key {
gpios = <&gpio0 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
linux,code = <116>;
label = "power";
gpio-key,wakeup;
};
left-light {
gpios = <&gpio4 RK_PC1 GPIO_ACTIVE_LOW>;
linux,code = <87>;
label = "left_light";
gpio-key,light;
};
right-light {
gpios = <&gpio4 RK_PC0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
linux,code = <88>;
label = "right_light";
gpio-key,light;
};
};
具体实现是在 /kernel/drivers/input/keyboard/rk_keys.c 中,并参照其中的相关操作:
keys_probe() 函数如下:
static int keys_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct device *dev = &pdev->dev;
struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
struct rk_keys_drvdata *ddata = NULL;
struct input_dev *input = NULL;
int i, error = 0;
int wakeup, key_num = 0;
key_num = of_get_child_count(np);
if (key_num == 0)
dev_info(&pdev->dev, "no key defined\n");
ddata = devm_kzalloc(dev, sizeof(struct rk_keys_drvdata) +
key_num * sizeof(struct rk_keys_button),
GFP_KERNEL);
input = devm_input_allocate_device(dev);
if (!ddata || !input) {
error = -ENOMEM;
return error;
}
platform_set_drvdata(pdev, ddata);
dev_set_drvdata(&pdev->dev, ddata);
input->name = "rk29-keypad"; /* pdev->name; */
input->phys = "gpio-keys/input0";
input->dev.parent = dev;
input->id.bustype = BUS_HOST;
input->id.vendor = 0x0001;
input->id.product = 0x0001;
input->id.version = 0x0100;
ddata->input = input;
/* parse info from dt */
ddata->nbuttons = key_num;
error = rk_keys_parse_dt(ddata, pdev);
if (error)
goto fail0;
/* Enable auto repeat feature of Linux input subsystem */
if (ddata->rep)
__set_bit(EV_REP, input->evbit);
error = input_register_device(input);
if (error) {
pr_err("gpio-keys: Unable to register input device, error: %d\n",
error);
goto fail0;
}
sinput_dev = input;
for (i = 0; i < ddata->nbuttons; i++) {
struct rk_keys_button *button = &ddata->button[i];
if (button->code) {
if(button->light){
setup_timer(&button->timer,
keys_light_timer, (unsigned long)button);
}else{
setup_timer(&button->timer,
keys_timer, (unsigned long)button);
}
}
if (button->wakeup)
wakeup = 1;
input_set_capability(input, EV_KEY, button->code);
}
wake_lock_init(&ddata->wake_lock, WAKE_LOCK_SUSPEND, input->name);
device_init_wakeup(dev, wakeup);
for (i = 0; i < ddata->nbuttons; i++) {
struct rk_keys_button *button = &ddata->button[i];
button->dev = &pdev->dev;
if (button->type == TYPE_GPIO) {
int irq;
error =
devm_gpio_request(dev, button->gpio,
button->desc ? : "keys");
if (error < 0) {
pr_err("gpio-keys: failed to request GPIO %d, error %d\n",
button->gpio, error);
goto fail1;
}
error = gpio_direction_input(button->gpio);
if (error < 0) {
pr_err("gpio-keys: failed to configure input direction for GPIO %d, error %d\n",
button->gpio, error);
gpio_free(button->gpio);
goto fail1;
}
irq = gpio_to_irq(button->gpio);
if (irq < 0) {
error = irq;
pr_err("gpio-keys: Unable to get irq number for GPIO %d, error %d\n",
button->gpio, error);
gpio_free(button->gpio);
goto fail1;
}
if(button->light){
error = devm_request_irq(dev, irq, keys_light_isr,
button->active_low ?
IRQF_TRIGGER_FALLING :
IRQF_TRIGGER_RISING,
button->desc ?
button->desc : "keys",
button);
}else{
error = devm_request_irq(dev, irq, keys_isr,
button->active_low ?
IRQF_TRIGGER_FALLING :
IRQF_TRIGGER_RISING,
button->desc ?
button->desc : "keys",
button);
}
if (error) {
pr_err("gpio-keys: Unable to claim irq %d; error %d\n",
irq, error);
gpio_free(button->gpio);
goto fail1;
}
}
}
input_set_capability(input, EV_KEY, KEY_WAKEUP);
/* adc polling work */
if (ddata->chan) {
INIT_DELAYED_WORK(&ddata->adc_poll_work, adc_key_poll);
schedule_delayed_work(&ddata->adc_poll_work,
ADC_SAMPLE_JIFFIES);
}
return error;
fail1:
while (--i >= 0)
del_timer_sync(&ddata->button[i].timer);
device_init_wakeup(dev, 0);
wake_lock_destroy(&ddata->wake_lock);
fail0:
platform_set_drvdata(pdev, NULL);
return error;
}
keys_light_isr() 函数如下:
static irqreturn_t keys_light_isr(int irq, void *dev_id)
{
struct rk_keys_button *button = (struct rk_keys_button *)dev_id;
struct rk_keys_drvdata *pdata = dev_get_drvdata(button->dev);
struct input_dev *input = pdata->input;
BUG_ON(irq != gpio_to_irq(button->gpio));
if (!button->state){
button->state = 1;
input_event(input, EV_KEY, button->code, button->state);
input_sync(input);
mod_timer(&button->timer, jiffies + DEBOUNCE_LIGHT_JIFFIES);
}else{
mod_timer(&button->timer, jiffies +DEBOUNCE_LIGHT_JIFFIES);
}
return IRQ_HANDLED;
}
keys_light_timer() 函数如下:
static void keys_light_timer(unsigned long _data)
{
struct rk_keys_button *button = (struct rk_keys_button *)_data;
struct rk_keys_drvdata *pdata = dev_get_drvdata(button->dev);
struct input_dev *input = pdata->input;
if(button->state) {
button->state = 0;
input_event(input, EV_KEY, button->code, button->state);
input_sync(input);
}else{
}
}
重点函数解析
1、devm_kzalloc() 和 devm_kfree():
函数 devm_kzalloc() 和 kzalloc() 一样,都是内核内存分配函数。但是 devm_kzalloc() 是跟设备有关的,当设备被拆卸或者驱动卸载时,内存会被自动释放;另外,当内存不使用时,可以使用函数 devm_kfree() 释放。而 kzalloc() 则需要手动释放(使用 kfree()),但是如果工程师检查不仔细,则有可能造成内存泄漏。
注:也就是在驱动的 probe 函数中调用 devm_kzalloc() ,在除去函数中调用 devm_kfree()。
2、platform_set_drvdata() 和 platform_get_drvdata():
驱动中常用到 platform_set_drvdata() 和 platform_get_drvdata() 这两个函数,用来保存局部变量。
函数原型如下:
static inline void *platform_get_drvdata(const struct platform_device *pdev);
static inline void platform_set_drvdata(struct platform_device *pdev, void* data);
就是把 data 赋值给 pdev->dev->driver_data,pdev 是平台总线设备,对于整个驱动是可见的,所以可以通过 platform_get_drvdata() 来获取 data。
内核模块一般在 probe() 函数中动态申请内存来使用,这种情况下,这个指针就得有个位置存储防止丢失,所以内核设计得在 platform_device 结构中,保留了一个指针,就是为了这样的驱动编写方式。
所以我们一般在 probe() 函数中动态申请设备结构体(或局部变量),并初始化它,然后使用 paltform_set_drvdata() 函数将其保存到 platform_device 中,在需要使用的时候再使用 platform_get_drvdata() 来获取它。但是这个指针肯定是需要我们自己释放内存的。
3、dev_set_drvdata() 和 dev_get_drvdata():
用来设置 device 的私有数据和用来获取 device 的私有数据。
4、for_each_child_of_node:
遍历所有子节点。
5、of_get_gpio_flags():
例:gpio = of_get_gpio_flags(device_node *node, 0, &flags);
从 node 中读取 GPIO 配置编号 gpio 和标志 flags,flags 代表 GPIO_ACTIVE_LOW、GPIO_ACTIVE_HIGHT。
6、of_get_property():
函数原型为:
const void *of_get_property(const struct device_node *np, const char *name, int *lenp);
根据 name 参数,在指定的设备节点 np 中查找匹配的 property,并返回这个 property 的属性值。
7、setup_timer() 和 mod_timer():
内核定时器是内核用来控制在未来某个时间点(基于 jiffies)调度执行某个函数的一种机制,其实现位于 <linux/timer.h> 和 time.c 文件中。
内核定时器的调度函数运行一次后就不会再被运行了(相当于自动注销),但可以通过在被调度的函数中重新调度自己来周期运行。
setup_timer() 函数用于初始化定时器并赋值其成员;要修改一个定时器的调度时间,可以通过调用 mod_timer() 函数,mod_timer() 函数会重新注册定时器到内核,而不管定时器函数是否被运行过。
8、input_event():
上报新的 input 事件。
函数原型如下:
input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value);
- dev:device that generated the event;
- type:type of the event;
- code:event code;
- value:value of the event
9、input_set_capability:
设置输入设备可以上报哪些输入事件。
函数原型如下:
input_set_capability(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code);
- dev:就是设备的 input_dev 结构体变量;
- type:表示设备可以上报的事件类型;
- code:表示上报这类时间中的哪个事件。
注意:input_set_capability() 一次只能设置一个具体事件,如果设备可以上报多个事件,则需要重复调用这个函数来进行设置。
10、devm_input_allocate_device() 和 input_allocate_device():
分配一个 input_dev 结构体。
11、set_bit():
set_bit(int nr, int *addr);
将 addr 的第 nr (nr 为 0-31)位置 1。
应用举例:
set_bit(EV_REP, input->evbit);
12、input_set_abs_params(dev, axis, min, max, fuzz, flat):
该函数调用实际上也是 set_bit(),对于参数:fuzz 有滤波作用;min,max 代表范围;axis 表示了坐标轴;flat 暂不知道用途。
13、input_report_key() / input_report_rel() / input_report_abs():
提交按键事件 / 提交相对坐标事件 / 提交绝对坐标事件。
14、input_sync():
告知 input 子系统,设备驱动已经发出了一个完整的报告。
15、input_register_device():
用于注册一个输入设备。
知识点总结
1、input 子系统;
2、 中断系统;
3、内核定时器。