Linux按键输入实验-按键的字符设备驱动代码框架

一.  简介

前面一篇文章学习了：在设备树文件中创建按键的设备节点。文章地址如下：

Linux按键输入实验-创建按键的设备节点-CSDN博客

本文继续进行 Linux按键输入实验。本文主要编写字符设备（按键输入也是 gpio功能）驱动代码框架。

二.  Linux按键输入实验-按键的字符设备驱动代码框架

1.  创建 vscode工程

这里我所存放的驱动实验代码在  ubuntu系统下的如下目录：

/home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers

（1）首先，创建工程目录 11_key，创建.c文件

在上面目录下创建 工程目录 11_key：

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers$ mkdir 11_key

在 11_key目录下创建 key.c文件：终端输入 "touch key.c" 命令进行创建。

（2）拷贝一份 .vscode与 Makefile文件。

将前面实验中的代码工程中 .vscode拷贝一份到 11_key工程目录下，这里将 8_semaphore工程中 .vscode目录及其下文件拷贝到该工程下：

注意： 拷贝.vscode 目录及其下文件的原因在于， .vscode目录下的文件，设置了 驱动程序可能会调用到的 Linux内核源码的路径（NXP官方）。

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers$ cp ./8_semaphore/.vscode/ ./11_key/ -rf

拷贝 Makefile文件

将8_semaphore工程中 Makefile拷贝到该工程下，操作如下：

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers$ cp ./8_semaphore/Makefile ./11_key/ 

更改 Makefile文件的目标文件名，更改为如下：

obj-m := key.o

2.  按键的字符设备驱动代码框架编写

在 key.c文件中开始编写 按键的字符设备驱动代码框架，可以参考前面Led或者 蜂鸣器beep的字符设备驱动框架代码，但是，需要注意的是，按键（对芯片而言）做 IO功能是作为输入功能的，所以，驱动代码中只涉及 read数据的功能，而不需要 write功能。

key.c文件中代码实现如下：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define  KEY_CNT     1
#define  KEY_NAME    "key"

static int key_open(struct inode *inode, struct file *filp);
ssize_t key_read(struct file * filp, char __user * buf, size_t count, loff_t * ppos);
int key_close(struct inode * inode, struct file * filp);

//按键的设备结构体
struct key_dev{
    dev_t  devid;  //主设备号+次设备号
    int major; //主设备号
    int minor; //次设备号
    struct cdev key_cdev;
    struct class* key_class;
    struct device* device;

};

struct key_dev key;

static const struct file_operations key_fops = {
	.open = key_open,
	.owner = THIS_MODULE,
	.read = key_read,
    .release = key_close, 
};

/* 打开设备函数*/
static int key_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    filp->private_data = &key;

    return 0;
}

/* 从设备中读取数据函数*/
ssize_t key_read(struct file * filp, char __user * buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
    
    return 0;
}

/* 关闭设备函数 */
int key_close(struct inode * inode, struct file * filp)
{
    return 0;
}

/*模块入口函数*/
static int __init key_init(void)
{ 
    int ret = 0;
    key.major = 0;
    /*1. 申请设备号*/
    if(key.major) //如果给出主设备号，则注册设备号
    {
        key.devid = MKDEV(key.major, 0);
        ret = register_chrdev_region(key.devid, KEY_CNT, KEY_NAME);		    
    }
    else //否则申请设备号
    {
      ret = alloc_chrdev_region(&key.devid, 0, KEY_CNT, KEY_NAME);
      key.major = MAJOR(key.devid);
      key.minor = MINOR(key.devid);
    }
    if(ret < 0)
    {
        printk("devid apply failed!\n");
        goto devid_failed;
    }

    /*2. 设备初始化，添加设备*/
    key.key_cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&key.key_cdev, &key_fops);
    ret = cdev_add(&key.key_cdev, key.devid, KEY_CNT);
    if(ret < 0)
    {
        printk("cdev_add failed!\n");
        goto cdev_init_failed;
    }

    /*3. 自动创建设备节点*/
    key.key_class = class_create(THIS_MODULE, KEY_NAME);
    if (IS_ERR(key.key_class)) {
		printk(KERN_ERR "class_create failed!\n");
		ret = PTR_ERR(key.key_class);
		goto class_create_failed;
	}
    
    key.device = device_create(key.key_class, NULL, key.devid, NULL, KEY_NAME);
    if (IS_ERR(key.device)) {
		printk(KERN_ERR "device_create failed!\n");
		ret = PTR_ERR(key.device);
		goto device_create_failed;
	}
    /*4. 按键的GPIO初始化*/

    return 0;

device_create_failed:
    class_destroy(key.key_class);
class_create_failed:    
    cdev_del(&key.key_cdev);
cdev_init_failed:
    unregister_chrdev_region(key.devid, KEY_CNT);
devid_failed:
    return ret;
} 

/*模块出口函数*/
static void __exit key_exit(void)
{
    /*1. 删除设备*/
    cdev_del(&key.key_cdev);
    /*2. 注销设备号 */
    unregister_chrdev_region(key.devid, KEY_CNT);

    /*3. 摧毁设备/摧毁类*/
    device_destroy(key.key_class, key.devid);
    class_destroy(key.key_class);


}

/*模块入口与出口*/
module_init(key_init);
module_exit(key_exit);
MODULE_LICENSE("GPL"); //驱动License
MODULE_AUTHOR("WeiWuXian"); //作者

三.  驱动代码编译

对以上的设备驱动代码进行编译：

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/11_key$ make
make -C /home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga M=/home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/11_key modules
make[1]: 进入目录“/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga”
  CC [M]  /home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/11_key/key.o
  Building modules, stage 2.
  MODPOST 1 modules
  CC      /home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/11_key/key.mod.o
  LD [M]  /home/wangtian/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/11_key/key.ko
make[1]: 离开目录“/home/wangtian/zhengdian_Linux/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga”
wangtian@wangtian-virtual-machine:~/zhengdian_Linux/Linux_Drivers/11_key$ 

可以看出，驱动模块已经编译通过。

可以将驱动模块在开发板上进行加载与卸载，重复加载与卸载几次，测试驱动模块是否加载/卸载正常。测试驱动模块方法前面文章也进行过详细的说明，可以参考如下文章：

beep蜂鸣器驱动实验-蜂鸣器驱动代码框架测试-CSDN博客