作者：趙老師，華清遠見嵌進式學院講師。
按鍵字符設備的file_operatiONs結構定義爲：
STatic struct file_operations button_fops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = button_ioctl,
.open = button_open,
.read = button_read,
.release = button_release,
};
以下爲open和release函數接口的實現。
/* 打開文件, 申請中斷 */
static int button_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{
int ret = nonseekable_open(inode, filp);
if (ret < 0)
{
return ret;
}
init_gpio(); /* 相關GPIO端口的初始化*/
request_IRqs(); /* 申請4箇中斷 */
if (ret < 0)
{
return ret;
}
init_keybuffer(); /* 初始化按鍵緩衝數據結構 */
return ret;
}
/* 封閉文件, 屏蔽中斷 */
static int button_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{
free_irqs(); /* 屏蔽中斷 */
return 0;
}
在open函數接口中，進行了GPIO端口的初始化、申請硬件中斷以及按鍵緩衝的初始化等工作。在以前的章節中提過，中斷端口是比較寶貴而且數目有限的資源。因此需要留意，最好要在第一次打開設備時申請（調用request_irq函數）中斷端口，而不是在驅動模塊加載的時候申請。假如已加載的設備驅動佔用而在一定時間段內不使用某些中斷資源，則這些資源不會被其他驅動所使用，只能白白浪費掉。而在打開設備的時候（調用open函數接口）申請中斷，則不同的設備驅動可以共享這些寶貴的中斷資源。
以下爲中斷申請和開釋的部分以及中斷處理函數。
/* 中斷處理函數,其中irq爲中斷號 */
static irqreturn_t button_irq(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
unsigned char ucKey = 0;
disable_irqs(); /* 屏蔽中斷 */
/* 延遲50毫秒, 屏蔽按鍵毛刺 */
udelay(50000);
ucKey = button_scan(irq); /* 掃描按鍵，獲得進行操縱的按鍵的ID */
if ((ucKey >= 1) && (ucKey <= 16))
{
/* 假如緩衝區已滿, 則不添加 */
if (((key_buffer.head + 1) & (MAX_KEY_COUNT - 1)) != key_buffer.tail)
{
spin_lock_irq(&buffer_lock);
key_buffer.jiffy[key_buffer.tail] = get_tick_count();
key_buffer.tail ++;
key_buffer.tail &= (MAX_KEY_COUNT -1);
spin_unlock_irq(&buffer_lock);
}
}
init_gpio(); /* 初始化GPIO端口，主要是爲了恢復中斷端口配置 */
enable_irqs(); /* 開啓中斷 */
return IRQ_HANDLED;/* 2.6內核返回值一般是這個宏 */
}
/* 申請4箇中斷 */
static int request_irqs(void)
{
int ret, i, j;
for (i = 0; i < MAX_COLUMN; i++)
{
ret = request_irq(key_info_matrix[i][0].irq_no,
button_irq, SA_INTERRUPT, BUTT*_DEVICE_NAME, NULL);
if (ret < 0)
{
for (j = 0; j < i; j++)
{
free_irq(key_info_matrix[j][0].irq_no, NULL);
}
return -EFAULT;
}
}
return 0;
}
/* 開釋中斷 */
static __inline void free_irqs(void)
{
int i;
for (i = 0; i < MAX_COLUMN; i++)
{
free_irq(key_info_matrix[i][0].irq_no, NULL);
}
}
中斷處理函數在每次中斷產生的時候會被調用，因此它的執行時間要儘可能得短。通常中斷處理函數只是簡單地喚醒等待資源的任務，而複雜且耗時的工作則讓這個任務往完成。中斷處理函數不能向用戶空間發送數據或者接收數據，不能做任何可能發生睡眠的操縱，而且不能調用schedule()函數。
爲了簡單起見，而且考慮到按鍵操縱的時間比較長，在本實例中的中斷處理函數button_irq()裏，通過調用睡眠函數來消除毛刺信號。讀者可以根據以上先容的對中斷處理函數的要求改進該部分代碼。
按鍵掃描函數如下所示。首先根據中斷號確定操縱按鍵所在行的位置，然後採用逐列掃描法終極確定操縱按鍵所在的位置。
/*
** 進進中斷後, 掃描銨鍵碼
** 返回: 按鍵碼(1-16), 0xff表示錯誤
*/
static __inline unsigned char button_scan(int irq)
{
unsigned char key_id = 0xff;
unsigned char column = 0xff, row = 0xff;
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF0, S3C2410_GPF0_INP); /* GPF0 */
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF2, S3C2410_GPF2_INP); /* GPF2 */
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG3, S3C2410_GPG3_INP); /* GPG3 */
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG11, S3C2410_GPG11_INP); /* GPG11 */
switch (irq)
{ /* 根據irq值確定操縱按鍵所在行的位置*/
case IRQ_EINT0:
{
column = 0;
}
break;
case IRQ_EINT2:
{
column = 1;
}
break;
case IRQ_EINT11:
{
column = 2;
}
break;
case IRQ_EINT19:
{
column = 3;
}
break;
}
if (column != 0xff)
{ /* 開始逐列掃描， 掃描第0列 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 0); /* 將KSCAN0置爲低電平 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 1);
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][0].irq_gpio_port))
{ /* 觀察對應的中斷線的輸進端口值 */
key_id = key_info_matrix[column][0].key_id;
return key_id;
}
/* 掃描第1列*/
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 0); /* 將KSCAN1置爲低電平 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 1);
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][1].irq_gpio_port))
{
key_id = key_info_matrix[column][1].key_id;
return key_id;
}
/* 掃描第2列*/
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 0); /* 將KSCAN2置爲低電平 */
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 1);
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][2].irq_gpio_port))
{
key_id = key_info_matrix[column][2].key_id;
return key_id;
}
/* 掃描第3列*/
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE11, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG6, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE13, 1);
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG2, 0); /* 將KSCAN3置爲低電平 */
if(!s3c2410_gpio_getpin(key_info_matrix[column][3].irq_gpio_port))
{
key_id = key_info_matrix[column][3].key_id;
return key_id;
}
}
return key_id;
}
以下是read函數接口的實現。首先在按鍵緩衝中刪除已經過期的按鍵操縱信息，接下來，從按鍵緩衝中讀取一條信息（按鍵ID）並傳遞給用戶層。
/* 從緩衝刪除過期數據(5秒前的按鍵值) */
static void remove_timeoutkey(void)
{
unsigned long tick;
spin_lock_irq(&buffer_lock); /* 獲得一個自旋鎖 */
while(key_buffer.head != key_buffer.tail)
{
tick = get_tick_count() - key_buffer.jiffy[key_buffer.head];
if (tick < 5000) /* 5秒 */
break;
key_buffer.buf[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.jiffy[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.head ++;
key_buffer.head &= (MAX_KEY_COUNT -1);
}
spin_unlock_irq(&buffer_lock); /* 開釋自旋鎖 */
}
/* 讀鍵盤 */
static ssize_t button_read(struct file *filp,
char *buffer, size_t count, loff_t *f_pos)
{
ssize_t ret = 0;
remove_timeoutkey(); /* 刪除過期的按鍵操縱信息 */
spin_lock_irq(&buffer_lock);
while((key_buffer.head != key_buffer.tail) && (((size_t)ret) < count))
{
put_user((char)(key_buffer.buf[key_buffer.head]), &buffer[ret]);
key_buffer.buf[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.jiffy[key_buffer.head] = 0;
key_buffer.head ++;
key_buffer.head &= (MAX_KEY_COUNT -1);
ret ++;
}
spin_unlock_irq(&buffer_lock);
return ret;
}
以上先容了按鍵驅動程序中的主要內容。
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來源:華清遠見
