本帖最后由 robe.zhang 于 2021-5-29 14:28 编辑
【ALINXAXU2CGB试用】GPIO 按键视频 + linux 驱动源码分析
以下是笔者最终的测试电路：包含了以往两篇文章提到的 EMIO GPIO 按键，AXI GPIO按键 key1，key2 用的是 EMIO GPIO 按键 key3，key4 用的是 AXI GPIO 按键
设备树也做了调整，包含了以往两篇文章提到的三种GPIO按键配置： Key1 配置为中断方式 EMIO GPIO按键 Key2 配置为轮询方式 EMIO GPIO按键 Key3，key4 配置为轮询方式AXI GPIO 按键
重新编译后重启生效，运行视频： https://v.youku.com/v_show/id_XNTE2MTM1NDc0MA==.html 按键1，对应键盘 r 键 按键2，对应键盘 o 键 按键3，对应键盘 t 键 按键4，对应键盘 enter 键 笔者按 1，2，2，3，4，输入ubuntu 用户名：root，并回车 再次按 1，2，2，3，4，输入ubuntu 密码：root，并回车 正常登录进系统了。 按键支持 repeat，按住按键不送，会重复输入键值
Linux 源码分析： 驱动代码位于内核 drivers\input 目录中： 核心代码位于一下文件中： input.c #input 子系统核心代码 input-compat.c # 32位兼容代码 input-mt.c #多点触控代码 input-poller.c # 轮询代码 ff-core.c #力反馈代码
看 input.c 代码：
这个是 input 子系统核心层，在驱动初始化之前已经运行了。 2491行：注册 input class类
2497行：初始化 proc 文件系统
Input devices 对应的fops
Open 函数，使用了一个 seq_operations，使用序列文件的方法操作文件
Input handlers 对应的fops，也是用序列文件方法操作
以上是文件系统的内容，再具体点是 procfs 文件系统的内容，自己详细了解一下
2501行：注册字符设备，一个循环注册字符设备
注册时候找到 chrdevs 中的第 13项，就是input 系统的对应的字符设备，填充 structchar_device_struct 结构体，保存在 chrdevs 中
Chrdevs 是个机构体数组，第 13项用于 input 子系统，next 成员下保存每一个 input 字符设备指针
从这里能看出来，所有的字符设备，主设备号相同就全部存在于 Chrdevs 的第n项(n是主设备号)，不同此设备号的字符设备结构体指针保存在 next 指针中，形成一个链表。 Input 设备注册之前，chrdevs[13]结构体要构建好，以便后续注册 input 设备。此处就是构建chrdev[13] 结构体，此代码先于设备驱动运行。
核心层还提供了一下 API EXPORT_SYMBOL(input_free_minor); EXPORT_SYMBOL(input_get_new_minor); # 申请释放 minor 次设备号 EXPORT_SYMBOL(input_register_handle); EXPORT_SYMBOL(input_unregister_handle); # 注册，注销 handle
注册handle结尾，运行handler->start
EXPORT_SYMBOL(input_register_handler); EXPORT_SYMBOL(input_unregister_handler); # 注册，注销handler EXPORT_SYMBOL(input_handler_for_each_handle);
EXPORT_SYMBOL(input_register_device); EXPORT_SYMBOL(input_unregister_device); # 注册，注销input device
注册input device 函数 2180行，计算 packet 大小 2199，2202 行，设置获取键值，设置键值的函数 2207行，添加 dev 设备 2224行，attach handler input device 注册函数就这么多内容
EXPORT_SYMBOL(input_enable_softrepeat); # 使能重复输入
EXPORT_SYMBOL(input_set_capability); # 设置位 EXPORT_SYMBOL(input_set_timestamp); EXPORT_SYMBOL(input_set_capability); # 设置，获取时间戳
EXPORT_SYMBOL(devm_input_allocate_device); EXPORT_SYMBOL(input_free_device); # 分配释放input_dev 结构体
devm_input_device_match 函数好简单，直接比较两个指针是不是相等
分配 input device，dev类是刚才的 input_class，类型是
EXPORT_SYMBOL(input_open_device); EXPORT_SYMBOL(input_close_device); EXPORT_SYMBOL(input_flush_device); # 打开，关闭，冲刷input_device 有 open 运行 open函数，有 poller运行 poller并开启轮询工作队列
Close ，flush 更简单
EXPORT_SYMBOL(input_release_device); # 释放 input_device EXPORT_SYMBOL(input_grab_device); EXPORT_SYMBOL(input_set_abs_params); EXPORT_SYMBOL(input_alloc_absinfo); # abs 设备的设置，比如触控板等
EXPORT_SYMBOL(input_inject_event); EXPORT_SYMBOL(input_event); # 发送事件 两个发送事件函数都调用了 input_handle_event
添加时间戳，调用 input_pass_values 发送
调用 input_to_handler
看 drivers\input\evdev.c 中的events 函数的实现
最终是传递事件，发送信号，唤醒进程去处理的。异步处理
核心层也实现了 autorepeat，使用时钟实现的
input_register_device 函数中 2196行，input_enable_softrepeat 初始化的
上报事件，设置定时器，过一会继续上报事件，实现 softrepeat
核心层就这么多，类似一个库，做了一些 input 基础的初始化，提供了一些接口给其他驱动调用
看gpio-keys驱动，这个是中断方式的gpio-keys驱动 ：驱动代码位于 drivers\input\keyboard\gpio_keys.c文件中
774 行：如果 pdata 不存在就去解析设备树 780行，分配 ddata 787行，分配 keymap 793行，分配 input dev，下面是初始化input 825 行，是个循环，设置 gpio 按键，主要是分析子节点，设置gpio，中断，delay work 851行，注册 input dev 858行，休眠唤醒初始化
按键工作在中断模式，来了中断就上报事件，延迟一会就释放按键，释放也会上报
还有一个轮询模式的Gpio 按键驱动：代码位于drivers\input\keyboard\gpio_keys_polled.c 文件中
代码基本类似，360行，input_register_polled_device注册 polled_device 函数中 307 初始化 delay work 为 input_polled_device_work
input_polled_device_work 调用了 dev->poll后继续加入工作队列，继续轮询
dev->poll 在驱动 probe时候被初始化为 gpio_keys_polled_poll，
gpio_keys_polled_poll 的功能就是轮询所有按键，上报事件
轮询方式的 gpio 驱动工作方式就是轮训一编所有按键，加入工作队列，延迟一会，再次轮询再次延迟，不停循环
input_register_polled_device 函数第 314行，input_open_polled_device
一旦打开设备，就开始上报事件，加入工作队列，开始轮询了
关闭设备，就取消工作队列，不再轮询
按键驱动，核心是input子系统，也涉及到了gpio，中断，timer，work，文件系统等等，看驱动需要点内核基础，操作系统基础，需要一定的内核代码阅读量，内核各种api都要混个脸熟，需要一定的积累，需要分析大的框架和项目代码的能力，要求还是挺高的 有人总想投机，手把手教，包教包会，不存在的，没有速成法哈。驱动是内核级别的编程，在子系统框架下编程，学内核学框架就会了。Input 子系统看懂，是用好 gpio 按键驱动的基本功之一。
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发表于 2021-5-26 11:02:36
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