gpio-keys 代码分析

gpio-keys 是 Linux 内核中的一个模块，用于将 GPIO 按键映射为键盘上的按键，以便用户可以使用 GPIO 按键来与系统进行交互。在本文中，我将对 gpio-keys 模块的代码进行分析。

首先，我们需要了解的是 gpio-keys 模块的注册和注销过程。在模块初始化期间，我们需要调用 `gpio_keys_probe()` 函数来注册模块，该函数会注册一个 platform 设备，并将其与 gpio_keys_driver 结构体相关联。这个结构体包含了模块的名称、ID、设备树匹配以及一些回调函数。注册完成后，内核就会调用 `gpio_keys_irq()` 函数来设置 GPIO 中断并处理按键事件。

下面是 `gpio_keys_probe()` 函数的代码：

static int gpio_keys_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct gpio_keys_platform_data *pdata = pdev->dev.platform_data;
    struct gpio_keys_button *button;
    struct input_dev *input;
    int error, i;

    ...

    /* Allocate input device */
    input = input_allocate_device();
    if (!input) {
        dev_err(&pdev->dev, "Failed to allocate input device\n");
        error = -ENOMEM;
        goto err_free_desc;
    }

    /* Set input device properties */
    input->name = pdata->input_name ?: "gpio-keys";
    input->dev.parent = &pdev->dev;
    set_bit(EV_KEY, input->evbit);
    for (i = 0, button = pdata->buttons; i < pdata->nbuttons;
         i++, button++) {
        input_set_capability(input, EV_KEY, button->code);
    }

    /* Register input device */
    error = input_register_device(input);
    if (error) {
        dev_err(&pdev->dev, "Failed to register input device\n");
        goto err_free_dev;
    }

    /* Allocate and configure gpio_keys_device */
    gkd = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*gkd), GFP_KERNEL);
    if (!gkd) {
        error = -ENOMEM;
        goto err_free_dev;
    }
    gkd->pdev = pdev;
    gkd->input = input;
    gkd->n_buttons = pdata->nbuttons;
    gkd->buttons = pdata->buttons;

    /* Request and configure GPIOs */
    for (i = 0, button = pdata->buttons; i < pdata->nbuttons;
         i++, button++) {
        error = gpio_request(button->gpio, button->desc);
        if (error) {
            dev_err(&pdev->dev, "Failed to request gpio %d: %d\n",
                    button->gpio, error);
            goto err_free_gpio;
        }
        error = gpio_direction_input(button->gpio);
        if (error) {
            dev_err(&pdev->dev, "Failed to configure gpio %d: %d\n",
                    button->gpio, error);
            goto err_free_gpio;
        }
    }

    /* Register IRQ handlers */
    for (i = 0, button = pdata->buttons; i < pdata->nbuttons;
         i++, button++) {
        error = gpio_request(button->gpio, button->desc);
        if (error) {
            dev_err(&pdev->dev, "Failed to request gpio %d: %d\n",
                    button->gpio, error);
            goto err_free_irq;
        }
        error = request_irq(gpio_to_irq(button->gpio), gpio_keys_irq,
                            button->irqflags, button->desc, gkd);
        if (error) {
            dev_err(&pdev->dev, "Failed to register IRQ for gpio %d: %d\n",
                    button->gpio, error);
            goto err_free_irq;
        }
    }

    /* Store private data */
    platform_set_drvdata(pdev, gkd);

    return 0;

err_free_irq:
    while (--i >= 0) {
        button--;
        free_irq(gpio_to_irq(button->gpio), gkd);
    }
    goto err_free_gpio;

err_free_gpio:
    while (--i >= 0) {
        button--;
        gpio_free(button->gpio);
    }

err_free_dev:
    input_free_device(input);

err_free_desc:
    for (i = 0, button = pdata->buttons; i < pdata->nbuttons;
         i++, button++) {
        kfree(button->desc);
    }

    return error;
}

在 `gpio_keys_probe()` 函数中，我们首先为输入设备分配内存，然后设置输入设备的属性，如名称、上级设备、事件类型和按键能力。接下来，我们为每个按键分配 GPIO，并将其配置为输入模式。最后，我们为每个按键注册中断处理程序，并将私有数据存储在 platform 设备的私有数据区域中。

一旦模块已注册并初始化，内核就可以使用 `gpio_keys_irq()` 函数来处理按键事件。该函数会检查哪个按键被按下或释放，并将事件发送到输入子系统。

下面是 `gpio_keys_irq()` 函数的代码：

static irqreturn_t gpio_keys_irq(int irq, void *dev_id)
{
    struct gpio_keys_device *gkd = dev_id;
    struct gpio_keys_button *button;
    struct input_dev *input = gkd->input;
    unsigned int state;
    int i;

    /* Check each button */
    for (i = 0, button = gkd->buttons; i < gkd->n_buttons; i++, button++) {
        state = gpio_get_value(button->gpio);
        if (state != button->active_low)
            continue;

        /* Send event to input subsystem */
        input_report_key(input, button->code, 1);
        input_sync(input);
        input_report_key(input, button->code, 0);
        input_sync(input);
    }

    return IRQ_HANDLED;
}

在 `gpio_keys_irq()` 函数中，我们遍历每个按键并检查其状态。如果按键被按下，则我们发送 “按下” 事件；如果按键被释放，则我们发送 “释放” 事件。最后，我们将事件同步到输入子系统。

总的来说，gpio-keys 模块是一个非常有用的内核模块，它允许用户通过 GPIO 按键与系统进行交互。通过分析其代码，我们可以更好地了解内核模块是如何工作的，并且可以更好地理解 linux 内核的编程模式。