鍵盤在所有的驅動之中最為簡單的一種，但它卻包含了驅動的基本框架，對以后繼續(xù)深入學習其他復雜的驅動大有裨益，以下便為你逐步剖析驅動的開發(fā)。采用的是查詢方式。一.內核模塊的注冊和撤銷　　在加載模塊的時候，首先運行的是內核模塊的注冊函數。它的功能包括內核注冊設備以及變量的初始化。static int head,tail;int　_init Keypad_init(void){　 int result;　 result=register_chrdev(KEY_LED_MAJOR,KEY_LED_NAME,&Keypad_fops);　Keypad_clear();　init_waitqueue_head(&queue);　prink("%s %s initialized.\n",KEY_LED_NAME,KEY_LED_VERSION);//不能用prinf return 0;}module_init(Keypad_init);//加載模塊void _exit Keypad_cleanup(void){　 del_timer(&timer);　 unregister_chrdev(KEY_LED_MAJOR,KEY_LED_NAME);　 prink("Keypad driver removed \n");}module_exit(Keypad_cleanup);//卸載該模塊二.虛擬文件系統(tǒng)與硬件驅動的接口static struct file_operations Keypad_fops={　open:Keypad_open,　read:Keypad_read,　poll:Keypad_poll,　fasync:Keypad_fasync, release:Keypad_release,};該接口定義完之后一些便是對這幾個具體函數的實現了！現在我們一起進入下一步吧，是不是覺得其實沒什么難度的呢？別那么早開心著呢？這幾個函數的實現時候，涉及到很多技術，包括內核定時器，等待隊列的具體實現（阻塞方式），異步方式的具體實現技巧，循環(huán)隊列?？吹竭@么多技術你是否感到很興奮呢？以下本人將以通俗的方式為你講解，希望你能理解。三.設備的打開操作接口函數具體實現（Keypad_open)設備打開一般包括兩大操作，一是完成設備的初始化，二是設備引用計數器加1static int Keypad_open(struct inode *inode,struct file *filp){　read_xy();　try_module_get(THIS_MODULE);//此函數為linux 2.6內核增加的，不同于2.4內核，功能是計數器的值加1　return 0;}static void read_xy(void){　new_data();//獲取鍵值函數　keypad_starttimer（）;//開啟內核定時器，在固定周期時間內獲取鍵盤新的變化}以下實現鍵盤鍵值獲取函數read_xy()主要是從KEY_CS(對應的讀入地址，之前可以根據具體的硬件設備定義，比如＃define kEY_CS(*

(volatile unsigned short *)(0xf820000))此處應該根據具體的不同而不同！將讀入的鍵值存入buf[]緩存中,環(huán)形緩沖的寫指針是head，讀指針是tail，前面已經定義過了////////////////////////////////鍵盤事件的數據結構定義/////////////////////////////////typedef struct{　ulong status;//按鍵的值　ulong click;//是否有按鍵按下，1表示有，0表示沒有}KEY_EVENT　static KEY_EVENT cur_data,buf[BUFSIZE];//BUFSIZE為宏定義，用于定義環(huán)形緩沖的大小static void new_data(void){　if((KEY_CS & 0xff)!=0xff)　//從KEY_CS地址讀入數據，若有一個為0則表示有一個按鍵被按下了（此處硬件電路為低電平有效）　{　　　　switch(KEY_CS & 0xff){　　　　　　 case ~KEY0 & 0xff:　　　　　　　　　　　cur_data.status=1;///////1被按下　　　　　　　　　　　break;　　　　　　　　　　　　　case ~KEY1 & 0xff:　　　　　　　　　　　cur_data.status=2;//2被按下　　　　　　　　　　　break;　　　　　　　/////////其他一樣添加，懂嗎？？　　　　 }　　　　　cur_data.click=1;　　 }　　 else if(KEY_CS & 0xff==0xff){　　　　 cur_data.click=0;　　　　cur_data.status=0;　　 }　　 if(head!=tail){////////循環(huán)隊列緩沖區(qū)的應用在此開始了^_^　　　　 int last=head--;　　　　 if(last<0)////////若已經到了對首之前，則跳到隊尾，以實現循環(huán)隊列　　　　　　last=BUFSIZE-1;　　 }　　 //////按鍵信息存入循環(huán)隊列緩沖區(qū)中　　 buf[head]=cur_data;　　if(++head==BUFSIZE)　　　 head=0;　　if(head==tail && tail++=BUFSIZE)　　　tail=0;　　if(fasync)　　　kill_fasync(&fasyc,SIGIO,POLL_IN);　　wake_up_interruptible(&queue);}

接下來我們介紹其他幾個文件接口函數的實現四.先介紹關閉函數keypad_release(),為什么先介紹它呢？道理很簡單，應該它比較簡單，先讓大家做下熱身運動，在介紹完這個之后，繼續(xù)會介紹一個比較復雜的函數. 　　關閉操作主要實現的是：關閉設備異步通知，設備計數器減1，刪除定時器信號中斷static int Keypad_release(struct inode *inode,struct){　 Keypad_fasync(-1,filp,0);　module_put(THIS_MODULE); del_timer(&timer); return 0;}五.設備讀取操作接口函數實現Keypad_read()　 主要作用是從緩沖區(qū)讀取鍵值，通過調用get_data()實現，通過copy_to_user（）函數將鍵值復制到用戶的數據區(qū)中static ssize_t Keypad_read(struct file *filp,char *buf,ssize_t count,loff_t *l){　 DECLEARE_WAITQUEUE(wait,current);//聲明等待隊列，將當前進程加入到等待隊列中　 KEY_EVENT t;　 ulong out_buf[2];　 if(head==tail)//當前循環(huán)隊列中沒有數據可以讀取　 {　　　　if(filp->f_flags & O_NONBLOCK)//假如用戶采用的是非堵塞方式讀取　　　　　　 return _EAGAIN;　　　 add_wait_queue(&queue,&wait);//將當前進程加入等待隊列　　　 current->state=TASK_INTERRUPTIBLE;//設置當前進程的狀態(tài)　　　 while((head==tail)&&!signal_pending(current))//假若還沒有數據到循環(huán)隊列并且當前進程沒有受到信號　　　　{　　　　　　　shedule();//進程調度　　　　　　　current->state=TASK_INTERRUPTIBLE;　　　　} 　　　　current->state=TASK_RUNNING;　　　　remove_wait_queue(&queue,&wait);　　　　if(head==tail)　　　　　 return count;　　　　t=get_data();//調用get_data()函數，得到緩沖區(qū)中的數據，下面將給予詳細的 介紹　　　　out_buf[0]=t.status;　　　　out_buf[1]=t.click;　　　　copy_to_user(buf,&out_buf,sizeof(out_buf));//將得到的鍵值拷貝到用戶數據區(qū)　　　　return count;　　　 　 }}很自然我們就應該要介紹get_data()函數的實現了，該函數的功能就是從我們定義的循環(huán)隊列緩沖區(qū)中讀出我們要的鍵值，所以其實很簡單的如果理解循環(huán)隊列的原理，在此不多加解釋，大家應該具備一般的數據結構相關的知識吧static KEY_EVENT get_data(void){　　 int last=tail　　 if(++tail==BUFSIZE)　　　　tail=0;　　 return buf[last];}上面如果你看得懂得話，那么可以進入下面的學習了，主要介紹的是內核定時器的使用，利用等待隊列實現阻塞型I/O，poll系統(tǒng)調用，異步通知方式，介紹完之后，我將給出一個應用實例，對于有使用過文件操作系統(tǒng)調用的來說，對我們所寫的鍵盤驅動來說，他們基本上是一樣的。廢話少說，我們馬上開始我們精彩的驅動開發(fā)！六.內核定時器的使用　　在該驅動中，我們假設對鍵盤的獲取是以0.2s為周期執(zhí)行。源代碼如下static struct timer_list timer;///////我們定義的定時器，也許你會問timer_list是什么來的，其實一看名稱就應該就知道了，而為什么要用到list那么多定時器呢？其實在linux中還有很多相同的定義，比如說信號，我們定義的也是信號集，你可以定義該list是一個元素的，也可以是多個的。所以對于timer_list就可以這樣描述：在未來某一個特定時刻執(zhí)行某一系列特定任務的功能。下面我們還會給出內核中timer_list的具體描述， static int Keypad_starttimer(void){　　 init_timer(&timer);//初始化定時器結構　　 timer.function=Keypad_timer;//超時服務程序　　 timer.expires=jiffies+20;//當前時刻加0.2s　　 add_timer(&timer);　　 return 0;}///超時服務程序static void Keypad_timer(unsigned long data){　　read_xy();}/////////接下來說下timer-list這個數據結構，如果你不感興趣的話可以跳過，該結構在

include\linux\timer.h中定義struct timer_list{　　 struct list_head entry;　　 unsigned long expries;　　spinlock_t lock;　　unsigned long magic;　　void (*function)(unsigned long);　　unsigner long data;　　struct tvec_t_base_s *base;}七.利用等待隊列實現阻塞型I\O　　 在用戶程序執(zhí)行讀操作的時候有可能尚且沒有數據可以讀取，為此需要讓read操作等待，直到有數據可以讀取，這就是阻塞型i\o，阻塞型io可以通過使用進程休眠方法實現。在無數據可以讀取的時候，采用等待隊列讓進程休眠，直到有數據到達的時候才喚醒進程完成數據的讀操作。　　在本驅動中的read，若循環(huán)隊列緩沖區(qū)中沒有數據，則進程進入休眠態(tài)，定時器函數每隔0.2s讀取鍵值一次，將按鍵狀態(tài)放入緩沖并且適時喚醒進程讀取數據?！?等待隊列的使用流程如下：　 1.聲明一個等待隊列　 2.把當前進程加入到等待隊列中　 3.把進程的狀態(tài)設置為TASK_INTERRUPTIBLE或TASK_UNINTERRUPTIBLE;　 4.調用schedule，以讓出cpu　5.檢測所需要的資源是否可用，若是，把當前進程從等待隊列中刪除，否則轉3循環(huán)接下來我們在對read中有關等待隊列阻塞實現做具體的解釋static ssize_t Keypad_read(struct file *filp,char *buf,ssize_t count,loff_t *l){　 DECLEARE_WAITQUEUE(wait,current);//聲明等待隊列，將當前進程加入到等待隊列中　 KEY_EVENT t;　 ulong out_buf[2];　 if(head==tail)//當前循環(huán)隊列中沒有數據可以讀取　 {　　　　if(filp->f_flags & O_NONBLOCK)//假如用戶采用的是非堵塞方式讀取　　　　　　 return _EAGAIN;　　　 add_wait_queue(&queue,&wait);//將當前進程加入等待隊列　　　 current->state=TASK_INTERRUPTIBLE;//設置當前進程的狀態(tài)　　　 while((head==tail)&&!signal_pending(current))//假若還沒有數據到循環(huán)隊列并且當前進程沒有受到信號（該類信號具體來說是未決的休眠）　　　　{　　　　　　　shedule();//進程調度　　　　　　　current->state=TASK_INTERRUPTIBLE;　　　　} 　　　　current->state=TASK_RUNNING;//該進程恢復執(zhí)行　　　　remove_wait_queue(&queue,&wait);//移出等待隊列　　　　if(head==tail)　　　　　 return count;　　　　t=get_data();//調用get_data()函數，得到緩沖區(qū)中的數據，下面將給予詳細的 介紹　　　　out_buf[0]=t.status;　　　　out_buf[1]=t.click;　　　　copy_to_user(buf,&out_buf,sizeof(out_buf));//將得到的鍵值拷貝到用戶數據區(qū)　　　　return count;　　　 　 }}八.poll系統(tǒng)調用操作接口函數　 當程序需要進行對多個文件讀寫時，如果某個文件沒有準備好，則系統(tǒng)就會處于讀寫阻塞的狀態(tài)，這影響了其他文件的讀寫，為了避免讀寫阻塞，一般可以在應用程序中使用poll或者select函數。當poll函數返回時，會給出一個文件是否可讀寫的標志，應用程序根據不同的標志讀寫相應的文件，實現非阻塞的讀寫，poll（）函數通過poll系統(tǒng)調用，調用對應設備驅動的poll（）接口函數，poll返回不同的標志，告訴主進程文件是否可以讀寫，這些返回標志存放在include\asm\poll.h中  標志　含義 POLLIN　如果設備無阻塞的讀，就返回該值 POLLRDNORM　通常的數據已經準備好，可以讀了，就返回該值。通常的做法是會返回（POLLLIN|POLLRDNORA） POLLRDBAND　如果可以從設備讀出帶外數據，就返回該值，它只可在linux內核的某些網絡代碼中使用，通常不用在設備驅動程序中 POLLPRI　如果可以無阻塞的讀取高優(yōu)先級（帶外）數據，就返回該值，返回該值會導致select

報告文件發(fā)生異常，以為select八帶外數據當作異常處理POLLHUP　當讀設備的進程到達文件尾時，驅動程序必須返回該值，依照select的功能描述，調用select的進程被告知進程時可讀的。 POLLERR　如果設備發(fā)生錯誤，就返回該值。 POLLOUT　如果設備可以無阻塞地些，就返回該值 POLLWRNORM　設備已經準備好，可以寫了，就返回該值。通常地做法是（POLLOUT|POLLNORM） POLLWRBAND　于POLLRDBAND類似在本章地驅動程序中，Keypad_poll（）函數在緩沖區(qū)有新數據時（當head?。絫ail），返回一個

POLLIN|POLLRDNORM，告訴主進程有新的

九.在設備驅動中實現異步通知　 雖然大多數時候阻塞型和非阻塞型操作的組合及poll方法可以有效查詢設備是否可以讀寫，但是如果驅動程序能避免主動的查詢，改主動為被動的信號通知觸發(fā)，則可以提高程序的效率，這也就是異步通知的目的。異步通知向進程發(fā)送SIGIO信號，通知訪問設備的進程，表示該設備已經準備好IO讀寫了?！≈缶褪侨绾螌崿F異步通知的問題了，要啟動異步通知，必須執(zhí)行兩個步驟：首先，須要制定某個作為文件的“屬主”。文件屬主的進程ID保存在filp->f_owner中，這可以通過fcntl()系統(tǒng)調用執(zhí)行F_SETOWN命令設置。此外，用戶程序還必須曙色之設備的FASYNC標志，以真正啟動異步通知機制。這里的FASYNC標志也使用fcntl（）設置?！≡谕瓿蛇@兩個步驟之后，當新數據到達時就會產生一個SIGNO信號，此信號發(fā)送到存放在filp->owner中的進程?！尿寗拥慕嵌瓤?，則主要時通過調用兩個內核提供的函數來實現就是了。他們分別是：int

fasync_helper()和void kill_fasync();這兩個函數定義在：include\linux\fs\fcntl.h　　要實現異步，驅動中只要如下編寫即可static struct fasync_struct *fasync;//首先是定義一個結構體static int Keypad_release(struct inode *inode,struct file *filp){　 Keypad_fasync(-1,filp,0);//這是一個異步通知 。。。。。。。}static int Keypad_fasync(int fd,struct file *filp,int on){　 int retval;　retval=fasync_helper(fd,filp,on,&fasync);　if(retval<0)　　 return retval;　return 0;}到此為止，鍵盤驅動已經介紹完了，接下來就介紹下一個利用使用驅動的應用實例了。以下程序的主體是一個條件循環(huán)，每次循環(huán)執(zhí)行一次，就讀取一次鍵值。1。打開Keypad設備 #define DEV_NAME "/dev/Keypad"int fb=0;fb=open(DEV_NAME,O_RNONLY);if(!fb){　　printf("Error:cannot open Keypad device.\n"); 　 exit(1);}printf("The Keypad device was opened successfully.\n");}2.讀取鍵值unsigned long keydata[2];int input=1;while(input!=0){　　if(read(fd,(char*)keydata,sizeof(keydata))==-1){　　　 printf("Error reading the keypad data");　　　 close(fb);　　　 exit(2);　　 }　　 if(keydata[0]){　　　switch(keydata[1]){　　　　　case 1:printf("KEYPUSED 1");//1鍵被按下　　　　　　　　　　　input=0;////下此循環(huán)退出　　　　　　　　　　　break;　　　　　。。。。。。。。。。。。。。。。。?！　　　　}}3。關閉Keypad設備close(fb);printf("Good bye Keypad"); 鍵盤驅動到此介紹完畢??！

關鍵詞： 驅動