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git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git

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GPIO按鍵驅(qū)動(dòng)分析與使用參考資料：

Linux 5.x內(nèi)核 Documentationdevicetreebindingsinputgpio-keys.txt driversinputkeyboardgpio_keys.c Linux 4.x內(nèi)核 Documentationdevicetreebindingsinputgpio-keys.txt driversinputkeyboardgpio_keys.c

設(shè)備樹示例： IMX6ULL：Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14×14.dts STM32MP157：Linux-5.4/arch/arm/boot/dts/stm32mp15xx-100ask.dtsi QEMU：linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull_qemu.dts

驅(qū)動(dòng)程序框架

DRV_05_GPIO按鍵驅(qū)動(dòng)分析與使用

設(shè)備樹示例

2.1 設(shè)備樹講解屬性：

必備：compatible = “gpio-keys”; 可選：autorepeat：表示自動(dòng)重復(fù)，按下按鍵不松開，驅(qū)動(dòng)會(huì)自動(dòng)重復(fù)上報(bào)按鍵值對(duì)于每一個(gè)GPIO按鍵，都是一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，有這些屬性： gpios：使用哪個(gè)GPIO interrupts：對(duì)應(yīng)的中斷 linux,code：對(duì)應(yīng)的按鍵值注意：gpios和interrupts至少要保留一個(gè)，不能都省略 debounce-interval：消除抖動(dòng)的間隔，單位：ms，默認(rèn)是5ms

2.2 100ASK_IMX6ULL

gpio-keys {     compatible = "gpio-keys";     pinctrl-names = "default";     user1 {         label = "User1 Button";         gpios = ;         gpio-key,wakeup;         linux,code = <key_1>;     };     user2 {         label = "User2 Button";         gpios = ;         gpio-key,wakeup;         linux,code = <key_2>;     }; };

2.3 100ASK_STM32MP157

joystick {     compatible = "gpio-keys";     #size-cells = ;     button-0 {         label = "usr_button0";         linux,code = <key_a>;         interrupt-parent = ;         interrupts = ;     };     button-1 {         label = "usr_button1";         linux,code = <key_enter>;         interrupt-parent = ;         interrupts = ;     }; };

2.4 QEMU

gpio-keys@0 {     compatible = "gpio-keys";     pinctrl-names = "default";     pinctrl-0 = ;     status = "okay";     Key0 {         label = "Key 0";         gpios = ;         linux,code = <key_1>;     }; }; gpio-keys@1 {     compatible = "gpio-keys";     pinctrl-names = "default";     pinctrl-0 = ;     status = "okay";     Key0 {         label = "Key 1";         gpios = ;         linux,code = <key_2>;     }; };

gpio_keys.c驅(qū)動(dòng)程序分析

3.1 套路

根據(jù)設(shè)備樹獲得硬件信息：哪個(gè)GPIO、對(duì)于什么按鍵分配/設(shè)置/注冊(cè)input_dev結(jié)構(gòu)體 request_irq：在中斷處理函數(shù)中確定按鍵值、上報(bào)按鍵值有兩種IRQ函數(shù) gpio_keys_gpio_isr：設(shè)備樹中的用gpios來描述用到的引腳 gpio_keys_irq_isr：設(shè)備樹中的用interrupts來描述用到的引腳

3.2 gpio_keys_gpio_isr分析

理想狀況是：按下、松開按鍵，各產(chǎn)生一次中斷，也只產(chǎn)生一次中斷。但是對(duì)于機(jī)械開關(guān)，它的金屬?gòu)椘瑫?huì)反復(fù)震動(dòng)。GPIO電平會(huì)反復(fù)變化，最后才穩(wěn)定。一般是幾十毫秒才會(huì)穩(wěn)定。如果不處理抖動(dòng)的話，用戶只操作一次按鍵，會(huì)發(fā)生多次中斷，驅(qū)動(dòng)程序可能會(huì)上報(bào)多個(gè)數(shù)據(jù)。

DRV_05_GPIO按鍵驅(qū)動(dòng)分析與使用

怎么處理按鍵抖動(dòng)？

在按鍵中斷程序中，可以循環(huán)判斷幾十亳秒，發(fā)現(xiàn)電平穩(wěn)定之后再上報(bào) 使用定時(shí)器顯然第1種方法太耗時(shí)，違背“中斷要盡快處理”的原則，你的系統(tǒng)會(huì)很卡。

怎么使用定時(shí)器？看下圖：

DRV_05_GPIO按鍵驅(qū)動(dòng)分析與使用

核心在于：在GPIO中斷中并不立刻記錄按鍵值，而是修改定時(shí)器超時(shí)時(shí)間，10ms后再處理。如果10ms內(nèi)又發(fā)生了GPIO中斷，那就認(rèn)為是抖動(dòng)，這時(shí)再次修改超時(shí)時(shí)間為10ms。只有10ms之內(nèi)再無GPIO中斷發(fā)生，那么定時(shí)器的函數(shù)才會(huì)被調(diào)用。在定時(shí)器函數(shù)中上報(bào)按鍵值。

3.3 gpio_keys_irq_isr分析

有個(gè)變量key_pressed，用來表示當(dāng)前按鍵狀態(tài)：初始值是false，表示按鍵沒有被按下。

發(fā)生中斷上報(bào)”按下的值”：input_Event(input, EV_KEY, button->code, 1); input_sync(input); 如果不延遲(!bdata->release_delay) 馬上上報(bào)”松開的值”：input_event(input, EV_KEY, button->code, 0); input_sync(input); 如果延遲(bdata->release_delay) 啟動(dòng)定時(shí)器，過若干毫秒再上報(bào)”松開的值” 所以，使用gpio_keys_irq_isr時(shí)，一次中斷就會(huì)導(dǎo)致上報(bào)2個(gè)事件：按下、松開缺點(diǎn)：無法準(zhǔn)確判斷一個(gè)按鍵確實(shí)已經(jīng)被松開了

QEMU上機(jī)實(shí)驗(yàn)

IMX6ULL、STM32MP157的出廠系統(tǒng)都已經(jīng)配置的GPIO按鍵。可以執(zhí)行以下命令確認(rèn)設(shè)備節(jié)點(diǎn)：

cat /proc/bus/input/devices

然后執(zhí)行hexdump /dev/input/event?(?表示某個(gè)數(shù)值)，并且操作按鍵來觀察輸出信息。

也可以在QEMU上做實(shí)驗(yàn)：原理圖如下：

DRV_05_GPIO按鍵驅(qū)動(dòng)分析與使用

4.1 設(shè)置工具鏈

在ubuntu中執(zhí)行：

export ARCH=arm export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-qemu/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

4.2 配置內(nèi)核

QEMU的內(nèi)核里已經(jīng)配置了GPIO按鍵的設(shè)備樹，只需要編譯出gpio_keys驅(qū)動(dòng)程序即可。配置內(nèi)核：執(zhí)行make menuconfig

-> Device Drivers   -> Input device support     -> Generic input layer       -> Keyboards         <m>   GPIO Buttons

4.3 編譯驅(qū)動(dòng)

book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu$ cd linux-4.9.88 book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make modules

成功的話，可以得到：

drivers/input/keyboard/gpio_keys.ko

復(fù)制到如下目錄：

$ cp drivers/input/keyboard/gpio_keys.ko ~/nfs_rootfs/

4.4 啟動(dòng)QEMU

在Ubuntu中執(zhí)行：

$ cd ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system $ ./qemu-imx6ull-gui.sh

4.5 掛載NFS、實(shí)驗(yàn)

在QEMU中執(zhí)行：

$ mount -t nfs -o nolock,vers=3 10.0.2.2:/home/book/nfs_rootfs /mnt $ insmod /mnt/gpio_keys.ko $ cat /proc/bus/input/devices   // 確認(rèn)設(shè)備節(jié)點(diǎn) $ hexdump /dev/input/event3

在QEMU的GUI界面操作：

DRV_05_GPIO按鍵驅(qū)動(dòng)分析與使用