定时中断键盘灯闪烁

在学习完《趣味定时器》后，是不是只在dmesg里看到效果很没劲，这次来点更实际的，我们让键盘灯闪起来。 对于定时器，就不多说了，接下来了解下键盘的基本内容。
键盘在Linux里是属于TTY（TeleTYpe）设备，既然我们要用到键盘，那先找其通用驱动代码，在Linux Kernel源码drivers/tty/vt/keyboard.c文件，我们找到需要的LED灯控制函数：
void setledstate(struct kbd_struct kbd, unsigned int led) ;
该函数被在同一文件的vt_do_kdskled()函数调用，而这函数又被drivers/tty/vt/vt_ioctl.c文件的vt_ioctl()函数调用，这函数是drivers/tty/vt/vt.c里 struct tty_operations con_ops的ioctl成员，在同一文件vty_init()函数里有如下语句：
tty_set_operations(console_driver, &con_ops);
将 console_driver->ops赋值为&con_ops，而console_driver是如下类型：
struct tty_driver *console_driver;
该结构体在include/linux/tty_driver.h定义，其被include/linux/tty.h文件中的struct tty_struct结构体包含，其又被同文件的struct tty_port结构体包含。
而我们在 drivers/tty/vt/vt_ioctl.c文件中有看到vt_disallocate_all()函数里有tty_port_destroy(&vc[i]->port); 操作，那么找到vc就可以关联起来，在include/linux/console_struct.h文件中有vc的类型struct vc_data结构体定义，而在drivers/tty/vt/selection.c文件中的set_selection()函数里有struct vc_data *vc = vc_cons[fg_console].d; 赋值操作，那么往下找vc_cons，其在drivers/tty/vt/vt.c文件中定义为struct vc vc_cons [MAX_NR_CONSOLES]; 其为全局量，至此整个关系就理清了，接下来是小细节问题：
fg_console在drivers/tty/vt/vt.c文件中有如下注释：
fg_console is the current virtual console, 其在同文件中声明为int fg_console;
至此，从vc_cons到setledstate的路及路障都清得差不多了，接下来得理理vc_ioctl了，其在drivers/tty/vt/vt_ioctl.c中的定义如下（只截函数头部分）：
int vt_ioctl(struct tty_struct *tty, unsigned int cmd, unsigned long arg);
其中，tty刚好对应上struct vc结构体里struct vc_data *d结构体成员的struct tty_port port; 结构体成员的struct tty_struct *tty; 成员；而cmd就是vt_ioctl()里的KDSETLED；而arg则是设置LED灯状态值，其对应NumLock、CapsLock和ScrollLock三个灯的状态，可以是任一灯、任两灯或全三灯亮灭的状态，在include/linux/kbd_kern.h文件中有如下内容：
#define VC_SCROLLOCK 0 /*scroll-lock mode*/
#define VC_NUMLOCK 1 /*numeric lock mode*/
#define VC_CAPSLOCK 2 /*capslock mode */ #define VC_KANALOCK 3 / *kanalock mode */ 在drivers/tty/vt/keyboard.c文件中有led灯状态的默认值定义：
static unsigned char ledstate = 0xff; /*undefined */
而setledstate函数的定义如下：
void setledstate(struct kbd_struct *kbd, unsigned int led)
{
        unsigned long flags;
        spin_lock_irqsave(&led_lock, flags);
        if (!(led & ~7)) {
                ledioctl = led;
                kbd->ledmode = LED_SHOW_IOCTL;
        } else
                kbd->ledmode = LED_SHOW_FLAGS;

        set_leds();
        spin_unlock_irqrestore(&led_lock, flags);
}
由函数可知当传入的状态值为7时，使用IOCTL模式，其他则使用FLAGS模式；使用IOCTL时3个灯全亮，当为FLAGS时则按键盘实际状态亮灭，而我们等会使用0xff恢复未定义状态。
好了，分析了这么多，跟踪了整个路线，我们还是上实例代码吧：
#include <linux/module.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kd.h>
#include <linux/console_struct.h>

#define BLINK_DELAY HZ/4
#define ALL_LEDS_ON 0x07
#define RESTORE_LEDS_STATUS 0xff

struct timer_list slam_timer;
char led_status = 0;

extern struct vc vc_cons [MAX_NR_CONSOLES];
extern int fg_console;

static struct tty_driver * slam_tty_driver;

void keyboard_led_timer_function(unsigned long data)
{
        int *pre_status = (int *)data;

        if (*pre_status == ALL_LEDS_ON)
                *pre_status = RESTORE_LEDS_STATUS;
        else
                *pre_status = ALL_LEDS_ON;
        (slam_tty_driver->ops->ioctl)(vc_cons[fg_console].d->port.tty, KDSETLED, *pre_status);
        mod_timer(&slam_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(BLINK_DELAY));
}

static __init int timer_keyboard_led_init(void)
{
        slam_tty_driver = vc_cons[fg_console].d->port.tty->driver;

        setup_timer(&slam_timer, keyboard_led_timer_function, (unsigned long)&led_status);
        mod_timer(&slam_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(BLINK_DELAY));

        return 0;
}

static __exit void timer_keyboard_led_exit(void)
{
        del_timer(&slam_timer);
        (slam_tty_driver->ops->ioctl)(vc_cons[fg_console].d->port.tty, KDSETLED, RESTORE_LEDS_STATUS);
}

module_init(timer_keyboard_led_init);
module_exit(timer_keyboard_led_exit);
相应的Makefile文件内容如下：
obj-m += timer_keyboard_led.o

CUR_PATH:=$(shell pwd)
LINUX_KERNEL_PATH:=/home/xinu/linux-3.13.6

all:
        make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CUR_PATH) modules

clean:
        make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CUR_PATH) clean
相应的源码文件目录树如下：
/home/xinu/xinu/linux_kernel_driver_l1/timer_keyboard_led/
├── Makefile
└── timer_keyboard_led.c
好了，剩下的就是自己动手加载吧，注意观察PC键盘上右上角3个灯的闪烁吧，本文借助于现有的keyboard驱动来操作键盘上LED灯的状态，再结合定时器来实现LED灯闪烁，有没有其他办法呢？如直接操作键盘控制器。抽空多想想吧，多试试，总会有收获的。
从这个例子，我们也渐渐往计算机接口技术迈进，不过这里传输的是使用思想，后期再说明控制思想。
参考网址：
http://ldp.icenet.is/LDP/lkmpg/2.6/html/lkmpg.html#AEN1194
http://wowocpp.blog.163.com/blog/static/1242627802009112851936332/
http://tuxthink.blogspot.com/2013/02/kbledsc-for-linux-kernel-version-375.html

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