• 【linux驱动开发】-驱动入门之LED

    1.什么是驱动框架

    驱动主要是由两种人去写的，一部分就是驱动开发工程师，一部分内核维护者；

    内核维护者在内核中设计了一些统一管控系统资源的体系，这些体系让内核能够对资源在各个驱动之间的使用统一协调和分配，保证整个内核的稳定健康运行。譬如系统中所有的GPIO就属于系统资源，每个驱动模块如果要使用某个GPIO就要先调用特殊的接口先申请，申请到后使用，使用完后要释放。又比如中断号也是一种资源，驱动在使用前也必须去申请。这也是驱动框架的一部分！

    内核中驱动部分的维护者针对每个种类的驱动设计一套成熟的、标准的、典型的驱动实现，然后把不同厂家的同类硬件驱动中相同的部分抽出来自己实现好，再把不同的部分留出来接口给具体的驱动开发工程师来实现，这就叫驱动框架！

    2.内核中驱动框架中LED的源码分析

    LED驱动基本目录与分类

    （1）drivers/leds目录，这个目录就是驱动框架中规定的LED这种硬件的驱动应该在的地方。

    （2）led-class.c和led-core.c,这两个文件加起来属于LED驱动框架的第一部分，这两个文件是内核开发者提供的，他们描述的是内核中所有厂家的不同LED硬件的相同部分的逻辑，除了这两部分之外的其他文件几乎都是各个厂家的工程师来写。

    （3）leds-xxx.c,这个文件是LED驱动框架的第2部分，是由不同的厂商驱动工程师编写的添加的，厂商驱动工程师结合自己公司的硬件的不同情况来对LED进行操作，使用第一部分提供的接口和驱动框架进行交互，最终实现驱动的功能。

    驱动行业的工作分支

    （1）内核开发者对驱动框架进行开发和维护、升级，对应着led-class.c和led-core.c

    （2）Soc厂商的驱动工程师对设备驱动源码进行编写、调试、提供参考版本，对应着leds-xxx.c

    （3）做产品的厂商驱动工程师以Soc厂商提供的驱动源码为基础，来做移植和调试！

      其实在实际生活中，我们最有可能从事的就是第2和第3部分的工作，第2就是芯片原厂，第3就是产品商！

    LED的源码分析

    我理解的有无驱动框架的区别

    经过基本分析发现，LED驱动框架中内核开发者实现的部分主要是led-class.c并且我发现led-class.c就是一个内核模块，所以对led-class.c就应该从下往上分析。正是内核开发者希望驱动框架是可以被装载/卸载的，所以才把它实现成了一个模块。这样我们就可以用时取，不用时卸！

    通过这个图片上文字我们可以知道，之前我们在字符的高级篇也是用class_create创建一个类，然后注册字符驱动，那会我们对一个驱动就是直接编写直接注册，现在我们是按一定的框架进行编写注册，此时我们所做的工作更具有框架性，也可以举个简单的例子说明，以前的工作就是“散养的”我们写一个就像内核注册一个，现在就更像“家养”，我们制定了规矩在里面，比如把注册的这部分工作就封装在xxx-class.c中，让一切的工作有迹可循，框架制度化，对内核这么庞大的体系来说，相当于增加了效率！

    分析源码了解内核启动顺序原理

    通过分析led模块源码，通过对其中两个比较重要的宏进行追踪（subsys_initcall、module_exit）可发现，他们两个的作用是一样的，都是将声明的函数放到一个特别地段.initcalln.int!（n=1-8）

    内核在启动过程中需要顺序的做很多事，内核如何实现按照先后顺序去做很多初始化的操作呢？

    解决方案：给内核启动时要调用的所有函数归类，然后每个类按照一定的次序去调用执行，这些类名就叫initcalln.int!（n=1-8）。内核开发者在编写代码时只要将函数设置合适的级别，这些函数就会被连接的时候放入特定的段，内核启动时再按照段顺序去依次执行各个段即可！

    继续分析

    刚才我们分析了led-class.c部分的subsys_initcall、module_exit这两个宏，并且从宏的角度分析了内核启动顺序的一个机制！下面我们继续分析一个函数led_class_attrs!

    上面这两句话创建两个文件，这两个文件是将来存放在/sys/class/leds中，一个文件叫brightness,一个叫max_brightness.这些文件其实就是sysfs开放给应用层的一些操作接口（非常类似与/dev下面的设备文件)!

    attribute的作用其实就是让应用程序可以通过/sys/class/leds/目录下面的属性文件来操作驱动进而操作硬件设备！他其实就是另一条驱动实现的路线，有区别与之前的file_operation!

    3.在内核中添加或去除某个驱动

    去除驱动

    在make menucofig中去掉选择项（比如我们要去掉x210-led,在/sys/devices/platform/x210-led目录）

    用n去掉这个*号，然后保存。重新make编译生成一个ZImage，把ZImage复制到TFTP共享目录中去，然后从开发板启动这个ZImage即可！

    为什么make menucofig就能去掉这个驱动呢？

    原因：根据驱动文件的Makefile语句表明中的宏来配置的。在ubuntu中把CONFIG_X210_LED_DRIVER设置为n之后，x210-led.c文件就不会被编译到内核中。CONFIG_X210_LED_DRIVER是y还是n取决于Kconfig这个选项！（涉及到的图片论证如下三图）

    安装驱动框架

    首先我们通过make menuconfig进行配置；

     我们选中y进入这个目录，之后我们可以看到

     然后我们选择y添加到LED Class support这个选项，此时我们已经有leds的类了！然后通过Make编译得到一个新的ZImage重新启动这个ZImage就能得到一个新的leds类!

    分析：因为我们上面装载了leds，所以可以判定led-class.c文件被加载了进来，此文件中subsys_initcall(led_init)装载函数得到了执行，被执行的函数调用了class_create函数，这个函数创建了一个leds类，但是我们通过深入去观察，发现这个类里面是空的，如果想要这个类里面有内容，就需要device_create，这个函数在led_classdev_register函数中！所以此时我们是已经有leds相关的类，要是有实际的灯，就需要用led_classdev_register去注册！当我们使用led驱动框架去编写的驱动的时候，这个led_classdev_register就相当于之前我们使用file_operation方式去注册字符设备驱动的register_chrdev内核函数！

     4.基于驱动框架写LED驱动

            前两节，也就是在字符设备基础和高级部分，我们都是基于内核提供的接口去写的驱动，本节将用驱动框架的方式来写驱动，也就是用led-class.c这里面已经做出来的东西去写！也就是做的厂商驱动工程师的工作！

          以前 我们注册一个驱动，使用的是内核接口，比如register_chrdev,那个时候，这个函数就是重中之重，但是现在我们使用的驱动框架去写，驱动框架在led-class.c已经封装好了，那我们就用它里面的函数去注册，在这里我们就关注led_classdev_register

    可以清晰的看出与之前的区别，之前我们写"散养的"驱动时，我们首先需要注册，这中间就需要调用很多的内核函数，除此之外我们要在sys/class/下面创建类和设备，也需要调用其他的函数，而在驱动框架里，所有的一切都在框架里帮我们完成了，也就是在led-class.c中的led_classdev_register函数！都能够实现，并且程序里使用的 led_classdev结构体，也是驱动框架里提供，我们直接用就可以，他的一些变量，比如name、brightness、brightness_set函数指针都是可以直接调用的！brightness_set是一个函数指针，主要填充的是对硬件的操作

    1. #include 		// module_init  module_exit
    2. #include 			// __init   __exit
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6. #include 
    7. #include 
    8. #include 
    9.  
    10. ****这个驱动是用led框架写的，但是不涉及goiolib管理*/
    11.  
    12. #define GPJ0CON		S5PV210_GPJ0CON
    13. #define GPJ0DAT		S5PV210_GPJ0DAT
    14.  
    15. static struct led_classdev mydev1;			// 定义结构体变量 此处的结构体驱动框架中定义的
    16. static struct led_classdev mydev2;			// 定义结构体变量
    17. static struct led_classdev mydev3;			// 定义结构体变量
    18.  
    19. // 这个函数就是要去完成具体的硬件读写任务的
    20. static void s5pv210_led1_set(struct led_classdev *led_cdev,
    21. 			    enum led_brightness value)
    22. {
    23. 	printk(KERN_INFO "s5pv210_led1_set\n");
    24. 	
    25. 	writel(0x11111111, GPJ0CON);
    26. 	
    27. 	// 在这里根据用户设置的值来操作硬件
    28. 	// 用户设置的值就是value
    29. 	if (value == LED_OFF)
    30. 	{
    31. 		// 用户给了个0，希望LED灭
    32. 		//writel(0x11111111, GPJ0CON);
    33. 		// 读改写三部曲
    34. 		writel((readl(GPJ0DAT) | (1<<3)), GPJ0DAT);
    35. 	}
    36. 	else
    37. 	{
    38. 		// 用户给的是非0，希望LED亮
    39. 		//writel(0x11111111, GPJ0CON);
    40. 		writel((readl(GPJ0DAT) & ~(1<<3)), GPJ0DAT);
    41. 	}
    42. }
    43.  
    44. static void s5pv210_led2_set(struct led_classdev *led_cdev,
    45. 			    enum led_brightness value)
    46. {
    47. 	printk(KERN_INFO "s5pv2102_led_set\n");
    48. 	
    49. 	writel(0x11111111, GPJ0CON);
    50. 	
    51. 	// 在这里根据用户设置的值来操作硬件
    52. 	// 用户设置的值就是value
    53. 	if (value == LED_OFF)
    54. 	{
    55. 		// 用户给了个0，希望LED灭
    56. 		//writel(0x11111111, GPJ0CON);
    57. 		// 读改写三部曲
    58. 		writel((readl(GPJ0DAT) | (1<<4)), GPJ0DAT);
    59. 	}
    60. 	else
    61. 	{
    62. 		// 用户给的是非0，希望LED亮
    63. 		//writel(0x11111111, GPJ0CON);
    64. 		writel((readl(GPJ0DAT) & ~(1<<4)), GPJ0DAT);
    65. 	}
    66. }
    67.  
    68. static void s5pv210_led3_set(struct led_classdev *led_cdev,
    69. 			    enum led_brightness value)
    70. {
    71. 	printk(KERN_INFO "s5pv210_led3_set\n");
    72. 	
    73. 	writel(0x11111111, GPJ0CON);
    74. 	
    75. 	// 在这里根据用户设置的值来操作硬件
    76. 	// 用户设置的值就是value
    77. 	if (value == LED_OFF)
    78. 	{
    79. 		// 用户给了个0，希望LED灭
    80. 		//writel(0x11111111, GPJ0CON);
    81. 		// 读改写三部曲
    82. 		writel((readl(GPJ0DAT) | (1<<5)), GPJ0DAT);
    83. 	}
    84. 	else
    85. 	{
    86. 		// 用户给的是非0，希望LED亮
    87. 		//writel(0x11111111, GPJ0CON);
    88. 		writel((readl(GPJ0DAT) & ~(1<<5)), GPJ0DAT);
    89. 	}
    90. }
    91.  
    92.  
    93. static int __init s5pv210_led_init(void)
    94. {
    95. 	// 用户insmod安装驱动模块时会调用该函数
    96. 	// 该函数的主要任务就是去使用led驱动框架提供的设备注册函数来注册一个设备
    97. 	int ret = -1;
    98. 	
    99. 	// led1
    100. 	mydev1.name = "led1";
    101. 	mydev1.brightness = 255;	
    102. 	mydev1.brightness_set = s5pv210_led1_set;
    103. 	
    104. 	ret = led_classdev_register(NULL, &mydev1);
    105. 	if (ret < 0) {
    106. 		printk(KERN_ERR "led_classdev_register failed\n");
    107. 		return ret;
    108. 	}
    109. 	
    110. 	// led2
    111. 	mydev2.name = "led2";
    112. 	mydev2.brightness = 255;	
    113. 	mydev2.brightness_set = s5pv210_led2_set;
    114. 	
    115. 	ret = led_classdev_register(NULL, &mydev2);
    116. 	if (ret < 0) {
    117. 		printk(KERN_ERR "led_classdev_register failed\n");
    118. 		return ret;
    119. 	}
    120. 	
    121. 	// led3
    122. 	mydev3.name = "led3";
    123. 	mydev3.brightness = 255;	
    124. 	mydev3.brightness_set = s5pv210_led3_set;
    125. 	
    126. 	ret = led_classdev_register(NULL, &mydev3);
    127. 	if (ret < 0) {
    128. 		printk(KERN_ERR "led_classdev_register failed\n");
    129. 		return ret;
    130. 	}
    131. 	
    132. 	return 0;
    133. }
    134.  
    135. static void __exit s5pv210_led_exit(void)
    136. {
    137. 	led_classdev_unregister(&mydev1);
    138. 	led_classdev_unregister(&mydev2);
    139. 	led_classdev_unregister(&mydev3);
    140. }
    141.  
    142.  
    143. module_init(s5pv210_led_init);
    144. module_exit(s5pv210_led_exit);
    145.  
    146. // MODULE_xxx这种宏作用是用来添加模块描述信息
    147. MODULE_LICENSE("GPL");							// 描述模块的许可证
    148. MODULE_AUTHOR("aston <1264671872@qq.com>");		// 描述模块的作者
    149. MODULE_DESCRIPTION("s5pv210 led driver");		// 描述模块的介绍信息
    150. MODULE_ALIAS("s5pv210_led");					// 描述模块的别名信息

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_49176627/article/details/126414575