Linux ドライバー開発基礎知識——キー入力ドライバーの検索方法について（十三）

LED ドライバーの振り返り

LED ドライバーでは、アプリケーションが open 関数を呼び出すと、ドライバーの led_open 関数が呼び出されます。この関数で GPIO を出力ピンに設定します。ドライバーをインストールしても、ハードウェアは使用されません。アプリケーションがハードウェアを使用するには、open 関数を呼び出す必要があります。そのため、ドライバーの open 関数で引脚を設定することをお勧めします。

アプリケーションは write 関数を呼び出し、値を渡すと、ドライバーの led_write 関数によって該当の GPIO のデータレジスタが更新され、GPIO の出力電位が制御されます。

レジスタを操作する方法：チップマニュアルから対応するレジスタの物理アドレスを取得し、ドライバー内で ioremap 関数を使って仮想アドレスにマッピングします。ドライバー内で仮想アドレスを利用してレジスタにアクセスします。

キー入力ドライバーの書き方

GPIO キーの原理図は以下の通りです：

キーアクティブ時：左側の GPIO は高電位、右側の GPIO は低電位です。

キーアクティブ時：左側の GPIO は低電位、右側の GPIO は高電位です。

キー入力ドライバーの簡単な書き方は以下の通りです：

ドライバーのフレームワーク

私たちの目的は、さまざまなチップやボードに簡単に拡張できるキー入力ドライバーを作成することです。そのため、ドライバーは上部と下部に分かれています。

  • button_drv.c（上層）：ファイルオペレーション構造体を割り当て、設定、登録します。この構造体はアプリケーションから button_open、button_read を呼び出すことができます。そして、これらの関数は下層のハードウェアが提供する p_button_opr 中の init、read 関数を呼び出してハードウェアを操作します。
  • board_xxx.c（下層）：独自に定義した構造体で、特定のボードのキー操作関数を記述します。この構造体は拡張性を持ち、異なるボードの場合、board_xxx.c で自前の button_operations 構造体を提供すればよいです。

3.1 button_drv.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/signal.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/capi.h>
#include <linux/kernelcapi.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/moduleparam.h>

#include "button_drv.h"

static int major = 0;

static struct button_operations *p_button_opr;
static struct class *button_class;

static int button_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    int minor = iminor(inode);
    p_button_opr->init(minor);
    return 0;
}

static ssize_t button_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *off)
{
    unsigned int minor = iminor(file_inode(file));
    char level;
    int err;

    level = p_button_opr->read(minor);
    err = copy_to_user(buf, &level, 1);
    return 1;
}

static struct file_operations button_fops = {
    .open = button_open,
    .read = button_read,
};

void register_button_operations(struct button_operations *opr)
{
    int i;

    p_button_opr = opr;
    for (i = 0; i < opr->count; i++)
    {
        device_create(button_class, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "100ask_button%d", i);
    }
}

void unregister_button_operations(void)
{
    int i;

    for (i = 0; i < p_button_opr->count; i++)
    {
        device_destroy(button_class, MKDEV(major, i));
    }
}

EXPORT_SYMBOL(register_button_operations);
EXPORT_SYMBOL(unregister_button_operations);

int button_init(void)
{
    major = register_chrdev(0, "100ask_button", &button_fops);

    button_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_button");
    if (IS_ERR(button_class))
        return -1;

    return 0;
}

void button_exit(void)
{
    class_destroy(button_class);
    unregister_chrdev(major, "100ask_button");
}

module_init(button_init);
module_exit(button_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

3.2 button_drv.h

#ifndef _BUTTON_DRV_H
#define _BUTTON_DRV_H

struct button_operations {
    int count;
    void (*init)(int which);
    int (*read)(int which);
};

void register_button_operations(struct button_operations *opr);
void unregister_button_operations(void);

#endif

3.3 board_xxx.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/signal.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/capi.h>
#include <linux/kernelcapi.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/moduleparam.h>

#include "button_drv.h"

static void board_xxx_button_init_gpio(int which)
{
    printk("%s %s %d, init gpio for button %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
}

static int board_xxx_button_read_gpio(int which)
{
    printk("%s %s %d, read gpio for button %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
    return 1;
}

static struct button_operations my_buttons_ops = {
    .count = 2,
    .init = board_xxx_button_init_gpio,
    .read = board_xxx_button_read_gpio,
};

int board_xxx_button_init(void)
{
    register_button_operations(&my_buttons_ops);
    return 0;
}

void board_xxx_button_exit(void)
{
    unregister_button_operations();
}

module_init(board_xxx_button_init);
module_exit(board_xxx_button_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

3.4 button_test.c

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

/*
 * ./button_test /dev/100ask_button0
 *
 */
int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    char val;

    /* 1. 引数の確認 */
    if (argc != 2) 
    {
        printf("Usage: %s <dev>\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    /* 2. ファイルを開く */
    fd = open(argv[1], O_RDWR);
    if (fd == -1)
    {
        printf("can not open file %s\n", argv[1]);
        return -1;
    }

    /* 3. ファイルを読み込む */
    read(fd, &val, 1);
    printf("get button : %d\n", val);

    close(fd);

    return 0;
}

3.5 Makefile

KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88

all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
	$(CROSS_COMPILE)gcc -o button_test button_test.c

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

obj-m += button_drv.o
obj-m += board_xxx.o

タグ: linux driver development keyboard input Framework GPIO

8月11日 13:44 投稿

ホットタグ

©2026 異端開発室