大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
Cross-Referenced Linuxand Device DriverCode
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Version: [ 2.6.11.8 ][ 2.6.25 ][ 2.6.25.8 ][ 2.6.31.13 ] Architecture:[ i386 ]
1 /* 2 * GPIO driven matrix keyboard driver 3 * 4 * Copyright (c) 2008 Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com> 5 * 6 * Based on corgikbd.c 7 * 8 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify 9 * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as 10 * published by the Free Software Foundation. 11 * 12 */ 13 14 #include <linux/types.h> 15 #include <linux/delay.h> 16 #include <linux/platform_device.h> 17 #include <linux/init.h> 18 #include <linux/input.h> 19 #include <linux/irq.h> 20 #include <linux/interrupt.h> 21 #include <linux/jiffies.h> 22 #include <linux/module.h> 23 #include <linux/gpio.h> 24 #include <linux/input/matrix_keypad.h> 25 26 struct matrix_keypad { 27 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata; 28 struct input_dev *input_dev; 29 unsigned short *keycodes; 30 unsigned int row_shift; 31 32 uint32_t last_key_state[MATRIX_MAX_COLS]; 33 struct delayed_work work; 34 bool scan_pending; 35 bool stopped; 36 spinlock_t lock; 37 }; 38 39 /* 40 * NOTE: normally the GPIO has to be put into HiZ when de-activated to cause 41 * minmal side effect when scanning other columns, here it is configured to 42 * be input, and it should work on most platforms. 43 */ 44 static void __activate_col(const struct matrix_keypad_platform_data *pdata, 45 int col, bool on) 46 { 47 bool level_on = !pdata->active_low; 48 49 if (on) { 50 gpio_direction_output(pdata->col_gpios[col], level_on); 51 } else { 52 gpio_set_value_cansleep(pdata->col_gpios[col], !level_on); 53 gpio_direction_input(pdata->col_gpios[col]); 54 } 55 } 56 57 static void activate_col(const struct matrix_keypad_platform_data *pdata, 58 int col, bool on) 59 { 60 __activate_col(pdata, col, on); 61 62 if (on && pdata->col_scan_delay_us) 63 udelay(pdata->col_scan_delay_us); 64 } 65 66 static void activate_all_cols(const struct matrix_keypad_platform_data *pdata, 67 bool on) 68 { 69 int col; 70 71 for (col = 0; col < pdata->num_col_gpios; col++) 72 __activate_col(pdata, col, on); 73 } 74 75 static bool row_asserted(const struct matrix_keypad_platform_data *pdata, 76 int row) 77 { 78 return gpio_get_value_cansleep(pdata->row_gpios[row]) ? 79 !pdata->active_low : pdata->active_low; 80 } 81 82 static void enable_row_irqs(struct matrix_keypad *keypad) 83 { 84 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata = keypad->pdata; 85 int i; 86 87 for (i = 0; i < pdata->num_row_gpios; i++) //使能中断。 88 enable_irq(gpio_to_irq(pdata->row_gpios[i])); 89 } 90 91 static void disable_row_irqs(struct matrix_keypad *keypad) 92 { 93 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata = keypad->pdata; 94 int i; 95 96 for (i = 0; i < pdata->num_row_gpios; i++) 这个是关中断，记得以前使用disable_irq()时有时候会出错。 所以使用disable_irq_nosync()会更好友好一些。 97 disable_irq_nosync(gpio_to_irq(pdata->row_gpios[i])); 98 } 99 使用input子系统的一般流程为： input_allocate_device（）申请一个input_dev设备――> 初始化该input_dev――> input_register_device（）向子系统注册该设备――> 中断时input_event（）向子系 统报告事件。 100 /* 101 * This gets the keys from keyboard and reports it to input subsystem 102 */ 这就是延后的工作的函数体，依次进行列行扫描来判断哪个按键被按下，然后使用report_key（）向 input core提交按键事件。 103 static void matrix_keypad_scan(struct work_struct *work) 104 { 105 struct matrix_keypad *keypad = 106 container_of(work, struct matrix_keypad, work.work); 107 struct input_dev *input_dev = keypad->input_dev; 108 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata = keypad->pdata; 109 uint32_t new_state[MATRIX_MAX_COLS]; 110 int row, col, code; 111 112 /* de-activate all columns for scanning */ 113 activate_all_cols(pdata, false); 114 115 memset(new_state, 0, sizeof(new_state)); 116 117 /* assert each column and read the row status out */ 118 for (col = 0; col < pdata->num_col_gpios; col++) { 119 120 activate_col(pdata, col, true); 121 122 for (row = 0; row < pdata->num_row_gpios; row++) 123 new_state[col] |= 124 row_asserted(pdata, row) ? (1 << row) : 0; 125 126 activate_col(pdata, col, false); 127 } 128 129 for (col = 0; col < pdata->num_col_gpios; col++) { 130 uint32_t bits_changed; 131 132 bits_changed = keypad->last_key_state[col] ^ new_state[col]; 133 if (bits_changed == 0) 134 continue; 135 136 for (row = 0; row < pdata->num_row_gpios; row++) { 137 if ((bits_changed & (1 << row)) == 0) 138 continue; 139 140 code = MATRIX_SCAN_CODE(row, col, keypad->row_shift); //提交输入事件 141 input_event(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN, code); //提交按键值。 142 input_report_key(input_dev, 143 keypad->keycodes[code], 144 new_state[col] & (1 << row)); 145 } 146 } 这个函数难道是flush input core让它立即向上层提交。 147 input_sync(input_dev); 148 149 memcpy(keypad->last_key_state, new_state, sizeof(new_state)); 150 151 activate_all_cols(pdata, true); 152 153 /* Enable IRQs again */ 154 spin_lock_irq(&keypad->lock); 155 keypad->scan_pending = false; 156 enable_row_irqs(keypad); 157 spin_unlock_irq(&keypad->lock); 158 } 159 中断函数。 160 static irqreturn_t matrix_keypad_interrupt(int irq, void *id) 161 { 指针强制转换，送入的irq为当前发生中断的中断号 id为在使用request_irq()注册时输入的参数，可以在中断上下文中使用。 162 struct matrix_keypad *keypad = id; 163 unsigned long flags; 164 165 spin_lock_irqsave(&keypad->lock, flags); 166 167 /* 168 * See if another IRQ beaten us to it and scheduled the 169 * scan already. In that case we should not try to 170 * disable IRQs again. 171 */ 172 if (unlikely(keypad->scan_pending || keypad->stopped)) 173 goto out; 174 175 disable_row_irqs(keypad); 176 keypad->scan_pending = true; //中断中并不直接读取gpio，直接调度一个延时的任务， //相当于中断上半部分和下半部分， //上半部分：在中断处理函数中进行一些操作，然后调度一个延后的工作队列。 //下半部分：在工作队列中完成真正的操作。 //这样的好处是，尽可能少的占用中断的时间。 177 schedule_delayed_work(&keypad->work, 178 msecs_to_jiffies(keypad->pdata->debounce_ms)); 179 180 out: 181 spin_unlock_irqrestore(&keypad->lock, flags); 182 return IRQ_HANDLED; 183 } 184 185 static int matrix_keypad_start(struct input_dev *dev) 186 { //获取保存在输出设备中的指针。 187 struct matrix_keypad *keypad = input_get_drvdata(dev); 188 189 keypad->stopped = false; 190 mb(); 191 192 /* 193 * Schedule an immediate key scan to capture current key state; 194 * columns will be activated and IRQs be enabled after the scan. 195 */ //调用一个延时的任务用于扫描矩阵键盘。 196 schedule_delayed_work(&keypad->work, 0); 197 198 return 0; 199 } 200 201 static void matrix_keypad_stop(struct input_dev *dev) 202 { 203 struct matrix_keypad *keypad = input_get_drvdata(dev); 204 205 keypad->stopped = true; 206 mb(); 207 flush_work(&keypad->work.work); 208 /* 209 * matrix_keypad_scan() will leave IRQs enabled; 210 * we should disable them now. 211 */ 212 disable_row_irqs(keypad); 213 } 214 这个应该是由内核输出的宏，在内核中启动电源管理就会定义这个宏PowerManagement 215 #ifdef CONFIG_PM 216 static int matrix_keypad_suspend(struct platform_device *pdev, pm_message_t state) 217 { 218 struct matrix_keypad *keypad = platform_get_drvdata(pdev); 219 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata = keypad->pdata; 220 int i; 221 222 matrix_keypad_stop(keypad->input_dev); 223 224 if (device_may_wakeup(&pdev->dev)) 225 for (i = 0; i < pdata->num_row_gpios; i++) 226 enable_irq_wake(gpio_to_irq(pdata->row_gpios[i])); 227 228 return 0; 229 } 230 231 static int matrix_keypad_resume(struct platform_device *pdev) 232 { 233 struct matrix_keypad *keypad = platform_get_drvdata(pdev); 234 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata = keypad->pdata; 235 int i; 236 237 if (device_may_wakeup(&pdev->dev)) 238 for (i = 0; i < pdata->num_row_gpios; i++) 239 disable_irq_wake(gpio_to_irq(pdata->row_gpios[i])); 240 241 matrix_keypad_start(keypad->input_dev); 242 243 return 0; 244 } 245 #else 如果没有电源功能，则这2个函数为空。 246 #define matrix_keypad_suspend NULL 247 #define matrix_keypad_resume NULL 248 #endif 249 初始化连接的GPIO引脚寄存器，包括：方向：输入还是输出，向内核申请GPIO，表示 这段区域我正在使用，别人不能用了。防止多人使用出现冲突错误。 同时完成申请中断的操作。 250 static int __devinit init_matrix_gpio(struct platform_device *pdev, 251 struct matrix_keypad *keypad) 252 { 253 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata = keypad->pdata; 254 int i, err = -EINVAL; 255 256 /* initialized strobe lines as outputs, activated */ 257 for (i = 0; i < pdata->num_col_gpios; i++) { 258 err = gpio_request(pdata->col_gpios[i], "matrix_kbd_col"); 259 if (err) { 260 dev_err(&pdev->dev, 261 "failed to request GPIO%d for COL%d\n", 262 pdata->col_gpios[i], i); 263 goto err_free_cols; 264 } 265 266 gpio_direction_output(pdata->col_gpios[i], !pdata->active_low); 267 } 268 269 for (i = 0; i < pdata->num_row_gpios; i++) { 270 err = gpio_request(pdata->row_gpios[i], "matrix_kbd_row"); 271 if (err) { 272 dev_err(&pdev->dev, 273 "failed to request GPIO%d for ROW%d\n", 274 pdata->row_gpios[i], i); 275 goto err_free_rows; 276 } 277 278 gpio_direction_input(pdata->row_gpios[i]); 279 } 280 281 for (i = 0; i < pdata->num_row_gpios; i++) { 282 err = request_irq(gpio_to_irq(pdata->row_gpios[i]), 283 matrix_keypad_interrupt, 284 IRQF_DISABLED | 285 IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, 286 "matrix-keypad", keypad); 287 if (err) { 288 dev_err(&pdev->dev, 289 "Unable to acquire interrupt for GPIO line %i\n", 290 pdata->row_gpios[i]); 291 goto err_free_irqs; 292 } 293 } 294 295 /* initialized as disabled - enabled by input->open */ 296 disable_row_irqs(keypad); 297 return 0; 298 299 err_free_irqs: 300 while (--i >= 0) 301 free_irq(gpio_to_irq(pdata->row_gpios[i]), keypad); 302 i = pdata->num_row_gpios; 303 err_free_rows: 304 while (--i >= 0) 305 gpio_free(pdata->row_gpios[i]); 306 i = pdata->num_col_gpios; 307 err_free_cols: 308 while (--i >= 0) 309 gpio_free(pdata->col_gpios[i]); 310 311 return err; 312 } 313 这个函数应该是platform_device跟platform_driver匹配时被调用。 314 static int __devinit matrix_keypad_probe(struct platform_device *pdev) 315 { 316 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata; 317 const struct matrix_keymap_data *keymap_data; 318 struct matrix_keypad *keypad; 319 struct input_dev *input_dev;//内核输入设备结构体 320 unsigned short *keycodes; 321 unsigned int row_shift; 322 int i; 323 int err; 324 获取平台设备的数据，这个应该是由platform_device提供， 由platform_driver使用。 325 pdata = pdev->dev.platform_data; 326 if (!pdata) { 327 dev_err(&pdev->dev, "no platform data defined\n"); 328 return -EINVAL; 329 } 330 331 keymap_data = pdata->keymap_data; 332 if (!keymap_data) { 333 dev_err(&pdev->dev, "no keymap data defined\n"); 334 return -EINVAL; 335 } 336 337 row_shift = get_count_order(pdata->num_col_gpios); 338 申请keypad设备结构体，为了防止指针丢失， 一会儿会将其保存在platform_device中的 私有指针域中。 339 keypad = kzalloc(sizeof(struct matrix_keypad), GFP_KERNEL); 这个指针会保存的keypad结构体中，作为二级指针。（见下面). 340 keycodes = kzalloc((pdata->num_row_gpios << row_shift) * 341 sizeof(*keycodes), 342 GFP_KERNEL); 内核的输入子系统接口，内部应该就是kmalloc一个结构体。 343 input_dev = input_allocate_device(); 344 if (!keypad || !keycodes || !input_dev) { 345 err = -ENOMEM; 346 goto err_free_mem; 347 } 348 上面是申请内存，下面将这些值保存在设备结构体中. 349 keypad->input_dev = input_dev;内核输入设备结构体(保存这个指针不能丢失） 350 keypad->pdata = pdata; 351 keypad->keycodes = keycodes; 352 keypad->row_shift = row_shift; 353 keypad->stopped = true; 初始化延后的工作队列，当该工作被调度时将调用 matrix_keypad_scan函数。 354 INIT_DELAYED_WORK(&keypad->work, matrix_keypad_scan);延时的任务 355 spin_lock_init(&keypad->lock);自旋锁不可睡眠，难道在中断中用？？ 356 这里还是比较关键的，初始化输入设备结构。 Linux中输入设备的事件类型有(这里只列出了常用的一些，更多请看linux/input.h中)： EV_SYN 0x00 同步事件 EV_KEY 0x01 按键事件 EV_REL 0x02 相对坐标 EV_ABS 0x03 绝对坐标 EV_MSC 0x04 其它 EV_LED 0x11 LED EV_SND 0x12 声音 EV_REP 0x14 Repeat EV_FF 0x15 力反馈 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ EV_PWR 电源 EV_FF_STATUS 状态 357 input_dev->name = pdev->name; 358 input_dev->id.bustype = BUS_HOST; 359 input_dev->dev.parent = &pdev->dev; 事件类型：按键和重复 360 input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REP); 361 input_dev->open = matrix_keypad_start; 362 input_dev->close = matrix_keypad_stop; 363 364 input_dev->keycode = keycodes; 365 input_dev->keycodesize = sizeof(*keycodes); 366 input_dev->keycodemax = pdata->num_row_gpios << keypad->row_shift; 367 368 for (i = 0; i < keymap_data->keymap_size; i++) { 369 unsigned int key = keymap_data->keymap[i]; 370 unsigned int row = KEY_ROW(key); 371 unsigned int col = KEY_COL(key); 372 unsigned short code = KEY_VAL(key); 373 374 keycodes[MATRIX_SCAN_CODE(row, col, row_shift)] = code; 375 __set_bit(code, input_dev->keybit); 376 } 377 __clear_bit(KEY_RESERVED, input_dev->keybit); 378 379 input_set_capability(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN); 380 input_set_drvdata(input_dev, keypad); 381 382 err = init_matrix_gpio(pdev, keypad); 383 if (err) 384 goto err_free_mem; 385 这里是标准的注册输入设备函数，属于内核API。 386 err = input_register_device(keypad->input_dev); 387 if (err) 388 goto err_free_mem; 389 //电源管理PM的功能，设置设备能否可唤醒以及是否唤醒 390 device_init_wakeup(&pdev->dev, pdata->wakeup); //这里将临时申请的内存keypad保存到platform_device平台设备结构体中，防止丢失。 //往前看可以看到，keypad是使用kmalloc()申请的。如果我们不找个地方保存起来的话， //就会丢失，造成野指针。 391 platform_set_drvdata(pdev, keypad); 392 393 return 0; 394 395 err_free_mem: 396 input_free_device(input_dev); 397 kfree(keycodes); 398 kfree(keypad); 399 return err; 400 } 401 402 static int __devexit matrix_keypad_remove(struct platform_device *pdev) 403 { //在remove()函数中，我们从平台设备结构体中提取我们保存的指针。 //来获取我们的信息，并做释放操作。 //并手工释放内存。 404 struct matrix_keypad *keypad = platform_get_drvdata(pdev); //从保存的设备结构体中提取下一级提针。 405 const struct matrix_keypad_platform_data *pdata = keypad->pdata; 406 int i; 407 408 device_init_wakeup(&pdev->dev, 0); 409 410 for (i = 0; i < pdata->num_row_gpios; i++) { //释放中断 411 free_irq(gpio_to_irq(pdata->row_gpios[i]), keypad); //释放GPIO. 412 gpio_free(pdata->row_gpios[i]); 413 } 414 415 for (i = 0; i < pdata->num_col_gpios; i++) 416 gpio_free(pdata->col_gpios[i]); 417 注销输入设备。 418 input_unregister_device(keypad->input_dev); //为了防止误操作，将平台设备的数据域设置为0。 419 platform_set_drvdata(pdev, NULL); 420 kfree(keypad->keycodes); //platform_set_drvdata()和platform_get_drvdata()只是负责保存指针。 //到最后还是需要手工释放内存的。 421 kfree(keypad); 422 423 return 0; 424 } 425 426 static struct platform_driver matrix_keypad_driver = { 427 .probe = matrix_keypad_probe, 428 .remove = __devexit_p(matrix_keypad_remove), 429 .suspend = matrix_keypad_suspend, 430 .resume = matrix_keypad_resume,这是PM电源管理的功能。 休眠时内核会依次调用驱动链表上所有驱动的suspend() 函数，在这里应该将硬件设置为休眠低功耗状态。 当内核恢复时，也会依次调用所有驱动的resume()函数， 这里就必须将硬件设置为正常工作模式，退出休眠。 431 .driver = { 432 .name = "matrix-keypad",这里的name很重要，因为只有 平台驱动跟平台设备的name匹配时才会调用驱动的probe()。 433 .owner = THIS_MODULE, 434 }, 435 }; 436 437 static int __init matrix_keypad_init(void) 438 { 注册平台设备，这类GPIO矩阵键盘归为平台设备，属于SoC吗？ 如果这样的话，那么是否还得注册一个platform_device， 因为在调试中发现只有platform_driver跟platform_device匹配时，才会 调用platform_driver中的probe()函数，才有完成初始化的工作。 439 return platform_driver_register(&matrix_keypad_driver); 440 } 441 442 static void __exit matrix_keypad_exit(void) 443 { 444 platform_driver_unregister(&matrix_keypad_driver); 445 } 446 447 module_init(matrix_keypad_init); 448 module_exit(matrix_keypad_exit); 449 450 MODULE_AUTHOR("Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com>"); 451 MODULE_DESCRIPTION("GPIO Driven Matrix Keypad Driver"); 452 MODULE_LICENSE("GPL v2"); 453 MODULE_ALIAS("platform:matrix-keypad"); 454
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