Linux版本号4.1.15   芯片I.MX6ULL                                    大叔学Linux    品人间百味  思文短情长 

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         学习嵌入式Linux驱动开发整整30天了。今天简单做一个小结。因为之前的主要工作是做ARM的裸机开发，所以接触Linux以后感觉很多东西都变了。不仅仅包括相关知识点的归纳，更重要的是思维方式的转变。做裸机开发的时候，在很多时候是要弄清楚最底层的逻辑才能进行代码的开发。而Linux则更像是站在一个更高的维度去思考，很细枝末叶的东西是不需要考虑的。相对裸机开发的维度来说，裸机开发后做Linux驱动开发更有点降维打击的感觉。但并不是说Linux驱动开发简单，而是说裸机开发对底层的要求可能会更高一些。以上仅仅是个人的一点自我感受。

        本节笔记主要学习Linux自带的LED驱动试验。主要内容包括驱动使能、简介、设备树节点编写及运行测试。其中驱动简介又包括LED灯驱动框架分析、module_platform_driver函数简介和gpio_led_probe函数简析。

一、Linux内核自带的LED灯驱动使能

        需要配置Linux内核，使能自带的LED驱动。使用make menuconfig打开Linux配置菜单。

        按照如下路径打开LED驱动配置项：

        Device Drivers

                LED Support(NEW_LEDS=[y])

                        LED Support for GPIO connected LEDs. 在此选项上按下“ Y”键，使此选项前面变为“ <*>”，

        重新编译 Linux 内核，然后使用新编译出来的 zImage 镜像启动开发板。

二、Linux内核自带LED驱动简介

1、LED灯驱动框架分析

obj-$(CONFIG_LEDS_GPIO) += leds-gpio.o

236 static const struct of_device_id of_gpio_leds_match[] = {
237 { .compatible = "gpio-leds", },
238 {},
239 };

        LED 驱动的匹配表，此表只有一个匹配项， compatible 内容为“ gpio-leds”，因此设备树中的 LED 灯设备节点的 compatible 属性值也要为“ gpio-leds”，否则设备和驱动匹配不成功，驱动就没法工作。

static struct platform_driver gpio_led_driver = {
291 .probe = gpio_led_probe,
292 .remove = gpio_led_remove,
293 .driver = {
294 .name = "leds-gpio",
295 .of_match_table = of_gpio_leds_match,
296 },

        platform_driver 驱动结构体变量，可以看出， Linux 内核自带的 LED 驱动采用了 platform 框架。

module_platform_driver(gpio_led_driver);

        通过 module_platform_driver 函数向 Linux 内核注册 gpio_led_driver 这个 platform
驱动。

2、module_platform_driver函数简介

        module_platform_driver 定义在 include/linux/platform_device.h 文件中为一个宏,

        module_platform_driver 依赖 module_driver， module_driver 也是一个宏。

        module_platform_driver 函数的功能就是完成 platform 驱动的注册和删除。

3、gpio_led_probe函数简析

269 priv = gpio_leds_create(pdev);
270 if (IS_ERR(priv))
271 return PTR_ERR(priv);

        如果使用设备树的话，使用 gpio_leds_create 函数从设备树中提取设备信息，获取到的 LED 灯 GPIO 信息保存在返回值中。

        在gpio_leds_create 函数中，调用 device_get_child_node_count 函数统计子节点数量，一般在在设备树中创建一个节点表示 LED 灯，然后在这个节点下面为每个 LED 灯创建一个子节点。因此子节点数量也是 LED 灯的数量。
 

device_for_each_child_node(dev, child) {

        遍历每个子节点，获取每个子节点的信息。

led.gpiod = devm_get_gpiod_from_child(dev, NULL, child);

        获取 LED 灯所使用的 GPIO 信息。

196 if (fwnode_property_present(child, "label")) {
197 fwnode_property_read_string(child, "label", &led.name);

        读取子节点 label 属性值，因为使用 label 属性作为 LED 的名字。

204 fwnode_property_read_string(child, "linux,default-trigger",
205 &led.default_trigger);

        获取“ linux,default-trigger”属性值，可以通过此属性设置某个 LED 灯在Linux 系统中的默认功能，比如作为系统心跳指示灯等等。

207 if (!fwnode_property_read_string(child, "default-state",
208 &state)) {
209 if (!strcmp(state, "keep"))
210 led.default_state = LEDS_GPIO_DEFSTATE_KEEP;
211 else if (!strcmp(state, "on"))
212 led.default_state = LEDS_GPIO_DEFSTATE_ON;
213 else
214 led.default_state = LEDS_GPIO_DEFSTATE_OFF;
215 }

        获取“ default-state”属性值，也就是 LED 灯的默认状态属性。

220 ret = create_gpio_led(&led, &priv->leds[priv->num_leds++],
221 dev, NULL);

        调用 create_gpio_led 函数创建 LED 相关的 io，其实就是设置 LED 所使用的 io为输出之类的。 create_gpio_led 函数主要是初始化 led_dat 这个 gpio_led_data 结构体类型变量，led_dat 保存了 LED 的操作函数等内容。

        gpio_led_probe 函数主要功能就是获取 LED 灯的设备信息，然后根据这些信息来初始化对应的 IO，设置为输出等。     

三、设备树节点编写

        在编写设备节点的时候要注意以下几点：
①、创建一个节点表示 LED 灯设备，比如 dtsleds，如果板子上有多个 LED 灯的话每个 LED
灯都作为 dtsleds 的子节点。
②、 dtsleds 节点的 compatible 属性值一定要为“ gpio-leds”。
③、设置 label 属性，此属性为可选，每个子节点都有一个 label 属性， label 属性一般表示
LED 灯的名字，比如以颜色区分的话就是 red、 green 等等。
④、每个子节点必须要设置 gpios 属性值，表示此 LED 所使用的 GPIO 引脚！
⑤、可以设置“ linux,default-trigger”属性值，也就是设置 LED 灯的默认功能，比如：
backlight： LED 灯作为背光。
default-on： LED 灯打开
heartbeat： LED 灯作为心跳指示灯，可以作为系统运行提示灯。
ide-disk： LED 灯作为硬盘活动指示灯。
timer： LED 灯周期性闪烁，由定时器驱动，闪烁频率可以修改
⑥、可以设置“ default-state”属性值，可以设置为 on、 off 或 keep，为 on 的时候 LED 灯默
认打开，为 off 的话 LED 灯默认关闭，为 keep 的话 LED 灯保持当前模式。

1 dtsleds {
2 compatible = "gpio-leds";
3 4
led0 {
5 label = "red";
6 gpios = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
7 default-state = "off";
8 };
9 };

四、运行测试

        启 动 开 发 板 ， 启 动 以 后 查 看/sys/bus/platform/devices/dtsleds 这个目录是否存在。

进入到 leds 目录中，此目录中的内容如图所示：

        在 leds 目录下有一个名为“ red”子目录，这个子目录的名字就是我们在设备树中第 5 行设置的 label 属性值。

        输入如下命令打开 RED 这个 LED 灯：
echo 1 > /sys/class/leds/red/brightness //打开 LED0
        关闭 RED 这个 LED 灯的命令如下：
echo 0 > /sys/class/leds/red/brightness //关闭 LED0

        系统运行指示灯：

1 dtsleds {
2 compatible = "gpio-leds";
3 4
led0 {
5 label = "red";
6 gpios = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
7 linux,default-trigger = "heartbeat";
8 default-state = "on";
9 };
10 };

        设置 LED0 作为系统指示灯，在 dtsleds 这个设备节点中加入“ linux,default-trigger”属性信息即可，属性值为“ heartbeat”。

五、总结

        本节笔记主要内容包括驱动使能、简介、设备树节点编写及运行测试。其中驱动简介又包括LED灯驱动框架分析、module_platform_driver函数简介和gpio_led_probe函数简析。

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本文为参考正点原子开发板配套教程整理而得，仅用于学习交流使用，不得用于商业用途。