字符设备驱动之查询方式的按键驱动

注：代码都有完整的注释，方便阅读

开发环境： ubuntu18.04
平台： JZ2440
kernel: Linux-3.4.2
交叉编译工具： arm-linux-gcc-4.4.3

驱动程序如下：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_device.h>
#include <linux/of_platform.h>
#include <linux/cdev.h>

#define DEVICE_NAME		"second_drv"  //设备的名称需要和文件系统中设备节点名称区分开

/* 1.1、确定主设备号，如果没有确定则由内核自动分配 */
static int major;

static struct cdev second_cdev;

static dev_t devid;
static struct class * seconddrv_class;

//定义按键GPIO寄存器指针
volatile unsigned long *gpfcon = NULL;
volatile unsigned long *gpfdat = NULL;
volatile unsigned long *gpgcon = NULL;
volatile unsigned long *gpgdat = NULL;


static int second_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    //查看芯片手册，配置4个按键的寄存器
    *gpfcon &= ~( (0x3<<0) | (0x3<<4) );
    *gpgcon &= ~( (0x3<<6) | (0x3<<22) );
    return 0;
}

static ssize_t second_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
    unsigned char key_val[4];	//用来返回四个按键值
    int regval = 0;

    if(size != sizeof(key_val))
    	return -EINVAL;

    regval = *gpfdat;
    key_val[0] = (regval & 1<<0) ? 1 : 0;
    key_val[1] = (regval & 1<<2) ? 1 : 0;

    regval = *gpgdat;
    key_val[2] = (regval & 1<<3)   ? 1 : 0;
    key_val[3] = (regval & 1<<11) ? 1 : 0;
        

    copy_to_user(buf, key_val, sizeof(key_val));
  
    return sizeof(key_val);
}

/* 1.2、构造file_operations结构体，里面是操作设备的函数 */
static struct file_operations second_drv_fops = {
    .owner	=	THIS_MODULE,
    .open	=	second_drv_open,
    .read 	=	second_drv_read,
};

/* 2、定义入口函数 */
static int second_drv_init(void)
{
	/* 2.1 分配设备号（动态和静态两种） */
	if(major)
	{
		//如果确定了主设备号，就是用静态分配函数
		devid = MKDEV(major, 0);
		register_chrdev_region(devid, 2, DEVICE_NAME);
	}
	else
	{
		alloc_chrdev_region(&devid, 0, 2, DEVICE_NAME);  //cat /proc/device
		major = MAJOR(devid);	
		devid = MKDEV(major, 0);
	}

	/* 2.2 用second_drv_fops结构体初始化设备描述结构体cdev，建立关联 */
	cdev_init(&second_cdev,  &second_drv_fops);

	/* 2.3 注册字符设备,将字符设备结构体添加到内核 */
	cdev_add(&second_cdev, devid, 2);

	/* 3、使用udev机制自动创建的设备节点 */
	/* 3.1 注册一个类，使得mdev在/dev目录下自动创建设备节点，不用再使用mknod命令 */
	seconddrv_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);//创建一个seconddrv类  /sys/class/DEVICE_NAME

	/* 在文件系统中创建/dev/seconddrv 这个设备文件，应用程序调用 */
	device_create(seconddrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "BUTTON");	//dev/button

	/* 4、硬件操作，内存映射用于操作IO口 */
	gpfcon = (volatile unsigned long*)ioremap(0x56000050, 16);
	gpfdat = gpfcon + 1;
	gpgcon = (volatile unsigned long*)ioremap(0x56000060, 16);
	gpgdat = gpgcon + 1;
	
	return 0;
}


/* 3、定义出口函数 */
static void second_drv_exit(void)
{
	iounmap(gpfcon);	//取消内存映射
	iounmap(gpgcon); 
	device_destroy(seconddrv_class, MKDEV(major, 0));	//取消自动创建设备节点
	class_destroy(seconddrv_class);	//释放seconddrv_class
	cdev_del(&second_cdev);	//从内核中卸载字符设备描述结构体
	unregister_chrdev_region(devid, 2);		//取消设备号的申请	
}

/* 4、修饰入口函数和出口函数 */
module_init(second_drv_init);
module_exit(second_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

测试程序如下：

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


int main()
{
	int fd = 0;
	unsigned char Key_val[4] = {0};
	int cnt = 0;

	fd = open("/dev/BUTTON", O_RDWR);
	if(fd < 0)
	{
		printf("connot open !\n");
		return -1;
	}
	while(1)
	{
		read(fd, Key_val, sizeof(Key_val));
		if(!Key_val[0]||!Key_val[1]||!Key_val[2]||!Key_val[3])
		{
			printf("%04d key value pressed:%d %d %d %d\n",cnt++, Key_val[0],
				Key_val[1],Key_val[2],Key_val[3]);
		}
	}
	return 0;
}