Linux输入子系统（input subsystem）之按键输入和LED控制

实验现象：在控制台打印按键值，并且通过按键控制相应的LED亮灭。

1.代码

input_subsys_drv.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/version.h>

#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/pm.h>
#include <linux/sysctl.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/irq.h>

#include <asm/gpio.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>

struct pin_desc{
    int irq;
    char *name;
    unsigned int pin;
    unsigned int key_val;
};

struct pin_desc pins_desc[4] = {
    {IRQ_EINT0,  "S2", S3C2410_GPF0,  KEY_L},
    {IRQ_EINT2,  "S3", S3C2410_GPF2,  KEY_S},
    {IRQ_EINT11, "S4", S3C2410_GPG3,  KEY_ENTER},
    {IRQ_EINT19, "S5",  S3C2410_GPG11, KEY_LEFTSHIFT},
};

static struct input_dev *input_subsys_dev;
static struct pin_desc *irq_pd;
static struct timer_list buttons_timer;

static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id)
{
    /* [cgw]: 按键IO发生边沿中断时重新设置定时间隔
    * 用于按键消抖
    */
    irq_pd = (struct pin_desc *)dev_id;
    buttons_timer.data = irq_pd->pin;
    mod_timer(&buttons_timer, jiffies+HZ/100);
    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

static void buttons_timer_function(unsigned long data)
{
    struct pin_desc * pindesc = irq_pd;
    unsigned int pinval;

    if (!pindesc)
        return;
       
    /* [cgw]: 获取按键IO状态 */
    pinval = s3c2410_gpio_getpin((unsigned int)data);

    /* [cgw]: 根据按键IO状态上报按键事件 */
    if (pinval)
    {
        /* [cgw]: 上报按键弹起 */
        input_report_key(input_subsys_dev, pindesc->key_val, 0);
        //input_sync(input_subsys_dev);
    }
    else
    {
        /* [cgw]: 上报按键按下 */
        input_report_key(input_subsys_dev, pindesc->key_val, 1);
        //input_sync(input_subsys_dev);
    }

    //printk("timer occur!\n");
}

static int led_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int value)
{
    printk("led event!\n");
    printk("value: 0x%x\n", value);

    /* [cgw]: 根据应用程序下发的LED控制事件
    * 亮灭LED
    */
    //if (code == SND_BELL) {
    if (code == LED_MUTE) {
        if (value == 0xAA) {
            /* [cgw]: 点亮 */
            s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPF4, 0);
        } else if (value == 0xEE) {
            /* [cgw]: 熄灭 */
            s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPF4, 1);
        }
       
        return 0;
    }

    return -1;
}

int input_subsys_open(struct input_dev *dev)
{
    int i, retval;

    /* [cgw]: 设置按键IO为中断输入 */
    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF0, S3C2410_GPF0_EINT0);
    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF2, S3C2410_GPF2_EINT2);
    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG3, S3C2410_GPG3_EINT11);
    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG11, S3C2410_GPG11_EINT19);

    /* [cgw]: 设置LED IO为输出，初始为熄灭LED */
    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF4, S3C2410_GPF4_OUTP);
    s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPF4, 1);

    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF5, S3C2410_GPF5_OUTP);
    s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPF5, 1);

    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF5, S3C2410_GPF5_OUTP);
    s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPF5, 1);

    /* [cgw]: 为按键IO分配中断线 */
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        retval = request_irq(pins_desc[i].irq, buttons_irq, IRQT_BOTHEDGE, pins_desc[i].name, &pins_desc[i]);
    }

    printk("input subsys open!\n");

    return 0;
}

static int input_subsys_init(void)
{
    /* [cgw]: 分配一个输入设备 */
    input_subsys_dev = input_allocate_device();
    input_subsys_dev->name = "input_subsys_dev";

    /* [cgw]: 设置支持的事件类型 */
    set_bit(EV_KEY, input_subsys_dev->evbit);
    //set_bit(EV_REP, input_subsys_dev->evbit);
   
    set_bit(EV_LED, input_subsys_dev->evbit);
    //set_bit(EV_SND, input_subsys_dev->evbit);

    /* [cgw]: 设置支持的事件码 */
    set_bit(KEY_L, input_subsys_dev->keybit);
    set_bit(KEY_S, input_subsys_dev->keybit);
    set_bit(KEY_ENTER, input_subsys_dev->keybit);
    set_bit(KEY_LEFTSHIFT, input_subsys_dev->keybit);

    set_bit(LED_MUTE, input_subsys_dev->ledbit);
    //set_bit(SND_BELL, input_subsys_dev->sndbit);

    /* [cgw]: 分配输入设备的open方法，用户操作open(/dev/xxx, ...)时调用 */
    input_subsys_dev->open = input_subsys_open;
    /* [cgw]: 分配输入设备的event方法，用户在应用程序write()时 */
    input_subsys_dev->event = led_event;

    /* [cgw]: 注册输入设备 */
    input_register_device(input_subsys_dev);

    /* [cgw]: 初始化定时器，用于按键消抖 */
    init_timer(&buttons_timer);
    buttons_timer.function = buttons_timer_function;
    add_timer(&buttons_timer);

    printk("input subsys init!\n");
   
    return 0;
}

static void input_subsys_exit(void)
{
    int i;

    /* [cgw]: 释放按键IO中断 */
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        free_irq(pins_desc[i].irq, &pins_desc[i]);
    }

    /* [cgw]: 删除定时器 */
    del_timer(&buttons_timer);
    /* [cgw]: 注销输入设备 */
    input_unregister_device(input_subsys_dev);
    /* [cgw]: 释放输入设备内存空间 */
    input_free_device(input_subsys_dev);   
}

module_init(input_subsys_init);

module_exit(input_subsys_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

input_subsys_test.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

#include <linux/input.h>

int fd;

void my_signal_fun(int signum)
{
    struct input_event buttons_event, leds_event;

    /* [cgw]: 异步通知产生时返回的数据 */
    read(fd, &buttons_event, sizeof(struct input_event));

    /* [cgw]: 打印事件类型，事件码，事件值 */
    printf("type: 0x%x code: 0x%x value: 0x%x\n",
          buttons_event.type,
          buttons_event.code, 
          buttons_event.value);

    /* [cgw]: 返回的是KEY_L或KEY_S值 */
    if (buttons_event.code == KEY_L || buttons_event.code == KEY_S) {
        /* [cgw]: 按键弹起 */
        if (buttons_event.value == 0) {

            /* [cgw]: 构造一个EV_LED事件 */
           
            //leds_event.type = EV_SND;
            leds_event.type = EV_LED;
            //leds_event.code = SND_BELL;
            leds_event.code = LED_MUTE;

            /* [cgw]: KEY_L和KEY_S控制LED的亮灭 */
            if (buttons_event.code == KEY_L) {
                leds_event.value = 0xAA;
            } else if (buttons_event.code == KEY_S) {
                leds_event.value = 0xEE;   
            }

            /* [cgw]: 发送LED控制事件 */
            write(fd, &leds_event, sizeof(struct input_event));
           
            printf("led write!\n");
        }
    }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int Oflags;

    /* [cgw]: 设置需要处理的信号SIGIO，即输入文件会请求一个SIGIO
    * 信号，当有新数据到来这个信号会发给filp->f_owner进程
    */
    signal(SIGIO, my_signal_fun);
   
    fd = open("/dev/event1", O_RDWR | O_NONBLOCK);
   
    //printf("fd = 0x%x\n", fd);
   
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!\n");
    }

    /* [cgw]: 根据文件标识符fd，设置能够获得这个文件的进程(owner)
    * getpid()获得当前进程ID
    */
    fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

    /* [cgw]: 获得file->f_flags标志 */
    Oflags = fcntl(fd, F_GETFL);
   
    /* [cgw]: 置位FASYNC使能异步通知 */
    fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC);

    while (1)
    {
        /* [cgw]: 休眠 */
        sleep(1000);
    }
   
    return 0;
}

makefile

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6

all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules

clean:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
    rm -rf modules.order

obj-m    += input_subsys_drv.o

2. 实验

2.1

安装驱动程序：

insmod input_subsys_drv.ko

1 # insmod input_subsys_drv.ko
2 input: input_subsys_dev as /class/input/input1
3 input subsys open!
4 input subsys init!

运行应用程序

./input_subsys_test

# ./input_subsys_test
type: 0x1 code: 0x26 value: 0x1
type: 0x1 code: 0x26 value: 0x0
led event!
value: 0xaa
led write!
type: 0x11 code: 0x7 value: 0xaa
type: 0x1 code: 0x1f value: 0x1
type: 0x1 code: 0x1f value: 0x0
led event!
value: 0xee
led write!
type: 0x11 code: 0x7 value: 0xee

3. 现象分析

按一下按键KEY_L，终端输出：

type: 0x1 code: 0x26 value: 0x1  //按键按下
type: 0x1 code: 0x26 value: 0x0  //按键弹起
led event!                       //应用程序操作write, 发送LED控制事件，调用led_event()
value: 0xaa                      //读到的LED亮的命令
led write!                       //返回应用程序继执行
type: 0x11 code: 0x7 value: 0xaa //因为应用程序发送了事件给驱动程序，驱动把这个事件作为一个输入事件（相当于按键输入事件），同样通过异步通知反馈到应用程序

The end！