Linux按鍵驅(qū)動(dòng)測(cè)試方式

更新時(shí)間：2025年05月15日 09:56:12 作者：憂慮的烏龜?shù)?

這篇文章主要介紹了Linux按鍵驅(qū)動(dòng)測(cè)試方式,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

一、設(shè)備節(jié)點(diǎn)添加

首先在設(shè)備樹文件中添加pinctrl以及在根目錄下添加設(shè)備節(jié)點(diǎn)。

如下：

//創(chuàng)建按鍵輸入的pinctrl
		pinctrl_key: keygrp {
            fsl,pins = <
            	MX6UL_PAD_UART1_CTS_B__GPIO1_IO18 0xF080 /* KEY0 */
            >;
        }; 
//創(chuàng)建按鍵節(jié)點(diǎn)
	key {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        compatible = "atkalpha-key";
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;
        key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* KEY0 */
        status = "okay";
        };
};

二、創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)文件代碼

2.1 核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

定義結(jié)構(gòu)體，其中包含按鍵驅(qū)動(dòng)所需的信息，使用atomic_t類型保證按鍵值的原子操作。

struct key_dev {
    dev_t devid;               /* 設(shè)備號(hào) */
    struct cdev cdev;          /* cdev結(jié)構(gòu)體 */
    struct class *class;       /* 類 */
    struct device *device;     /* 設(shè)備 */
    int major;                 /* 主設(shè)備號(hào) */
    int minor;                 /* 次設(shè)備號(hào) */
    struct device_node *nd;    /* 設(shè)備樹節(jié)點(diǎn) */
    int key_gpio;              /* 按鍵GPIO編號(hào) */
    atomic_t keyvalue;         /* 按鍵值 */
};

2.2 按鍵值定義

驅(qū)動(dòng)中定義了兩個(gè)按鍵狀態(tài)：按下(1)和未按下/無效(0)。

#define KEY0VALUE       1      /* 按鍵值 */
#define INVAKEY         0      /* 無效的按鍵值 */

2.3 關(guān)鍵函數(shù)實(shí)現(xiàn)

首先是GPIO初始化：從設(shè)備樹獲取按鍵GPIO信息，并配置為輸入

static int keyio_init(void)
{
    keydev.nd = of_find_node_by_path("/key");
    if (keydev.nd == NULL) {
        return -EINVAL;
    }

    keydev.key_gpio = of_get_named_gpio(keydev.nd, "key-gpio", 0);
    if (keydev.key_gpio < 0) {
        printk("can't get key0\r\n");
        return -EINVAL;
    }
    printk("key_gpio=%d\r\n", keydev.key_gpio);
    
    /* 初始化key所使用的IO */
    gpio_request(keydev.key_gpio, "key0");   /* 請(qǐng)求IO */
    gpio_direction_input(keydev.key_gpio);   /* 設(shè)置為輸入 */
    return 0;
}

按鍵讀取：驅(qū)動(dòng)會(huì)阻塞等待按鍵釋放后才返回，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了一次完整按鍵周期的檢測(cè)。

static ssize_t key_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
    int ret = 0;
    int value;
    struct key_dev *dev = filp->private_data;

    if (gpio_get_value(dev->key_gpio) == 0) {        /* key0按下 */
        while(!gpio_get_value(dev->key_gpio));       /* 等待按鍵釋放 */
        atomic_set(&dev->keyvalue, KEY0VALUE);    
    } else {    
        atomic_set(&dev->keyvalue, INVAKEY);         /* 無效的按鍵值 */
    }

    value = atomic_read(&dev->keyvalue);
    ret = copy_to_user(buf, &value, sizeof(value));
    return ret;
}

三、創(chuàng)建測(cè)試文件

在測(cè)試文件中，通過對(duì)字符設(shè)備文件(/dev/key)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)文件操作實(shí)現(xiàn)與內(nèi)核驅(qū)動(dòng)層的交互。

程序結(jié)構(gòu)包括四個(gè)關(guān)鍵函數(shù)：信號(hào)處理函數(shù)sig_handler()、資源清理函數(shù)cleanup_resources()、幫助顯示函數(shù)show_usage()及主函數(shù)main()。

在主函數(shù)中，程序首先檢查命令行參數(shù)格式，注冊(cè)SIGINT信號(hào)處理確?？赏ㄟ^Ctrl+C優(yōu)雅退出，然后打開設(shè)備文件獲取文件描述符fd，隨后進(jìn)入核心監(jiān)測(cè)循環(huán)，通過read()系統(tǒng)調(diào)用讀取按鍵狀態(tài)并使用前后狀態(tài)比較算法(prev_keyvalue與keyvalue對(duì)比)檢測(cè)按鍵事件邊緣變化，實(shí)時(shí)輸出中文提示信息反饋按鍵狀態(tài)。

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "signal.h"

/* 定義按鍵值 */
#define KEY0VALUE	1
#define INVAKEY		0

/* 全局變量 */
static int fd = -1;        /* 文件描述符 */
static int running = 1;    /* 程序運(yùn)行標(biāo)志 */

/*
 * @description		: 信號(hào)處理函數(shù)
 * @param - signum 	: 信號(hào)編號(hào)
 * @return 			: 無
 */
void sig_handler(int signum)
{
    if (signum == SIGINT) {
        printf("\n程序接收到中斷信號(hào)，正在退出...\n");
        running = 0;
    }
}

/*
 * @description		: 釋放資源
 * @param - filename: 設(shè)備文件名
 * @return 			: 無
 */
void cleanup_resources(const char *filename)
{
    if (fd >= 0) {
        if (close(fd) < 0) {
            printf("文件 %s 關(guān)閉失??！\n", filename);
        } else {
            printf("已關(guān)閉設(shè)備文件 %s\n", filename);
        }
    }
}

/*
 * @description		: 顯示使用幫助
 * @param - name 	: 程序名
 * @return 			: 無
 */
void show_usage(const char *name)
{
    printf("使用方法: %s <設(shè)備文件>\n", name);
    printf("示例: %s /dev/key\n", name);
}

/*
 * @description		: main主程序
 * @param - argc 	: argv數(shù)組元素個(gè)數(shù)
 * @param - argv 	: 具體參數(shù)
 * @return 			: 0 成功;其他 失敗
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *filename;
    int keyvalue;
    int prev_keyvalue = INVAKEY;
    
    /* 參數(shù)檢查 */
    if (argc != 2) {
        printf("參數(shù)錯(cuò)誤！\n");
        show_usage(argv[0]);
        return -1;
    }

    filename = argv[1];
    
    /* 注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)，捕獲Ctrl+C */
    signal(SIGINT, sig_handler);

    /* 打開按鍵設(shè)備 */
    fd = open(filename, O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        printf("無法打開設(shè)備文件 %s！\n", filename);
        return -1;
    }

    printf("按鍵測(cè)試程序已啟動(dòng)\n");
    printf("按下按鍵進(jìn)行測(cè)試，按 Ctrl+C 退出程序\n");

    /* 循環(huán)讀取按鍵值數(shù)據(jù) */
    while (running) {
        if (read(fd, &keyvalue, sizeof(keyvalue)) < 0) {
            printf("讀取按鍵數(shù)據(jù)失敗\n");
            break;
        }
        
        /* 按鍵狀態(tài)變化檢測(cè) */
        if (keyvalue == KEY0VALUE && prev_keyvalue != KEY0VALUE) {
            printf("按鍵被按下，鍵值 = %d\n", keyvalue);
        } else if (keyvalue == INVAKEY && prev_keyvalue == KEY0VALUE) {
            printf("按鍵已釋放\n");
        }
        
        prev_keyvalue = keyvalue;
        usleep(50000);  /* 短暫延時(shí)，降低CPU占用 */
    }

    /* 清理資源 */
    cleanup_resources(filename);
    printf("程序已退出\n");
    
    return 0;
}