按键驱动代码

编写按键驱动程序通常涉及到内核模块的开发，以及用户空间应用程序与硬件交互的部分。以下是一个基于Linux系统的按键驱动程序开发的示例，包括内核模块和用户空间的应用程序。 ### 内核模块代码 内核模块负责与硬件直接交互，读取按键的状态。下面是一个简单的按键驱动程序示例，它注册了一个字符设备，并提供了打开和读取操作。 ```c // button_drv.c #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/io.h> #include <linux/gpio.h> #define DEVICE_NAME "button_drv" #define CLASS_NAME "button" static int majorNumber; static struct class* buttonClass = NULL; static struct device* buttonDevice = NULL; // 按键GPIO编号 #define BUTTON_GPIO 17 // 按键值 static char key_value = '0'; // 按键操作结构体 struct button_operations { int (*init)(void); int (*read)(char *key_val); }; // 按键操作实例 static struct button_operations *p_button_opr; // 按键初始化 static int button_init(void) { if (!gpio_is_valid(BUTTON_GPIO)) { printk(KERN_ALERT "Invalid GPIO %d\n", BUTTON_GPIO); return -ENODEV; } if (gpio_request(BUTTON_GPIO, "sysfs") < 0) { printk(KERN_ALERT "Failed to request GPIO %d\n", BUTTON_GPIO); return -ENODEV; } gpio_direction_input(BUTTON_GPIO); gpio_export(BUTTON_GPIO, false); return 0; } // 按键读取 static int button_read(char *key_val) { int val = gpio_get_value(BUTTON_GPIO); *key_val = val ? '1' : '0'; return 0; } // 文件操作 static int dev_open(struct inode *inodep, struct file *filep) { return 0; } static ssize_t dev_read(struct file *filep, char *buffer, size_t len, loff_t *offset) { char key_val; p_button_opr->read(&key_val); if (copy_to_user(buffer, &key_val, 1)) { return -EFAULT; } return 1; } static struct file_operations fops = { .open = dev_open, .read = dev_read, }; // 初始化驱动 static int __init button_drv_init(void) { majorNumber = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &fops); if (majorNumber < 0) { printk(KERN_ALERT "Failed to register a major number\n"); return majorNumber; } buttonClass = class_create(THIS_MODULE, CLASS_NAME); if (IS_ERR(buttonClass)) { unregister_chrdev(majorNumber, DEVICE_NAME); printk(KERN_ALERT "Failed to register device class\n"); return PTR_ERR(buttonClass); } buttonDevice = device_create(buttonClass, NULL, MKDEV(majorNumber, 0), NULL, DEVICE_NAME); if (IS_ERR(buttonDevice)) { class_destroy(buttonClass); unregister_chrdev(majorNumber, DEVICE_NAME); printk(KERN_ALERT "Failed to create the device\n"); return PTR_ERR(buttonDevice); } p_button_opr = kmalloc(sizeof(struct button_operations), GFP_KERNEL); if (!p_button_opr) { device_destroy(buttonClass, MKDEV(majorNumber, 0)); class_destroy(buttonClass); unregister_chrdev(majorNumber, DEVICE_NAME); printk(KERN_ALERT "Failed to allocate memory for button operations\n"); return -ENOMEM; } p_button_opr->init = button_init; p_button_opr->read = button_read; p_button_opr->init(); printk(KERN_INFO "Button driver has been loaded\n"); return 0; } // 清理驱动 static void __exit button_drv_exit(void) { kfree(p_button_opr); device_destroy(buttonClass, MKDEV(majorNumber, 0)); class_unregister(buttonClass); class_destroy(buttonClass); unregister_chrdev(majorNumber, DEVICE_NAME); gpio_unexport(BUTTON_GPIO); gpio_free(BUTTON_GPIO); printk(KERN_INFO "Button driver has been unloaded\n"); } module_init(button_drv_init); module_exit(button_drv_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("A simple Linux driver for a button."); ``` ### 用户空间应用程序代码 用户空间应用程序通过读取字符设备来获取按键状态。 ```c // button_app.c #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> int main() { int fd; char key_value; fd = open("/dev/button_drv", O_RDONLY); if (fd < 0) { perror("Failed to open the device"); return -1; } while (1) { if (read(fd, &key_value, 1) != 1) { perror("Failed to read the device"); close(fd); return -1; } printf("Key value: %c\n", key_value); } close(fd); return 0; } ``` ### Makefile 为了编译这个驱动程序，你需要一个Makefile。 ```makefile obj-m += button_drv.o all: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules clean: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean ``` ### 安装和测试 1. 编译驱动程序： ```bash make ``` 2. 加载驱动程序到内核： ```bash sudo insmod button_drv.ko ``` 3. 创建设备节点（如果系统没有自动创建）： ```bash sudo mknod /dev/button_drv c $(cat /proc/devices | grep button_drv | awk '{print $1}') 0 ``` 4. 运行用户空间应用程序： ```bash ./button_app ``` 5. 卸载驱动程序： ```bash sudo rmmod button_drv ``` 6. 清理编译文件： ```bash make clean ``` 以上代码和步骤提供了一个基本的框架，你可以根据具体的硬件需求进行扩展和修改。例如，如果你使用的是不同的GPIO引脚或者需要支持多个按键，你可能需要调整初始化和读取函数中的逻辑。此外，对于更复杂的硬件，可能还需要处理中断和去抖动等高级特性。