Linux驱动 - leds-gpio驱动移植

Linux leds-gpio驱动移植

概述

leds-gpio封装得十分好,只需要提供可正常使用的GPIO即可。另外还具备触发器功能,其实就是控制LED的亮灭(及频率)。比如default-on是点亮LED灯的触发器,没有取消前一直亮着。heartbeat是心跳触发器,经笔者实践,此触发器是快速闪烁2次,然后灭掉,灭掉时间较亮的时间长。timer为定时触发器,即1HZ内亮灭。其它还有如ide硬盘、mmc、CPU触发器,就不一一介绍了。

leds驱动位于drivers/leds目录。leds-gpio驱动名称为“leds-gpio”,驱动文件为drivers/leds/leds-gpio.c。

触发器驱动位于drivers/leds/trigger目录。

内核配置

本文基于linux 3.17.1版本内核进行分析。

Device Drivers->  
    -*- LED Support  --->    
        {*}   LED Class Support # 与用户空间交互的  
           LED Support for GPIO connected LEDs   # 可为模块,也可编译到内核中  
        -*-   LED Trigger support  ---> #触发器,最好编译到内核中(即选项“*”)  
        <*>   LED Timer Trigger  
        <*>   LED One-shot Trigger  
        <*>   LED Heartbeat Trigger  
        <*>   LED backlight Trigger  
        [*]   LED CPU Trigger  
        <*>   LED GPIO Trigger  
        <*>   LED Default ON Trigger

从配置中看到,笔者将LED触发器全部编译到内核中。这样方便使用和选择。

设备注册及使用

LED相关结构体

驱动开发者使用gpio_led对LED进行赋值,包括LED名称、GPIO引脚号、灯亮是哪个电平,还有默认状态。gpio_led结构体定义如下:

struct gpio_led {  
    const char *name; // 名称,会生成/sys/.../leds/name目录  
    const char *default_trigger; // 默认触发器,可写可不写,在命令行可以重新赋值  
    unsigned     gpio; // GPIO引脚号  
    unsigned    active_low : 1; // 为1表示低电平LED点亮  
    unsigned    retain_state_suspended : 1;  
    unsigned    default_state : 2; // 默认状态  
    /* default_state should be one of LEDS_GPIO_DEFSTATE_(ON|OFF|KEEP) */  
}; 

另外还要填写gpio_led_platform_data结构体,其定义如下:

struct gpio_led_platform_data {  
    int         num_leds; // 一共有多少个LED灯  
    const struct gpio_led *leds; // 上面的结构体指针  
  
#define GPIO_LED_NO_BLINK_LOW    0    /* No blink GPIO state low */  
#define GPIO_LED_NO_BLINK_HIGH    1    /* No blink GPIO state high */  
#define GPIO_LED_BLINK        2    /* Please, blink */  
    int        (*gpio_blink_set)(unsigned gpio, int state,  
                    unsigned long *delay_on,  
                    unsigned long *delay_off); // LED闪烁回调函数,可置为NULL  
}; 

一个实例如下:

static struct gpio_led gpio_leds[] = {  
    {  
        .name = "red",  
        .gpio = 33, // GP2_1   GPIO_NO = Group * 32 + Id  
        .default_state = LEDS_GPIO_DEFSTATE_ON, // 默认LED亮  
        .active_low = 1, // 低电平亮  
        //.default_trigger = "timer", // 触发器  
    },  
    {  
        .name = "green",  
        .gpio = 34,  
        .default_state = LEDS_GPIO_DEFSTATE_ON,   
        .active_low = 1,  
        //.default_trigger = "heartbeat",   
    },  
};  
  
static struct gpio_led_platform_data gpio_led_info = {  
     .leds          = gpio_leds,  
     .num_leds     = ARRAY_SIZE(gpio_leds),  
}; 

从结构体中知道,系统有2个LED,一个红灯,一个绿灯,都是低电平灯亮。

驱动源码分析

leds-gpio驱动定义如下(drivers/leds/leds-gpio.c):

static struct platform_driver gpio_led_driver = {  
    .probe        = gpio_led_probe,  
    .remove        = gpio_led_remove,  
    .driver        = {  
        .name    = "leds-gpio",  
        .owner    = THIS_MODULE,  
        .of_match_table = of_match_ptr(of_gpio_leds_match),  
    },  
};  
  
module_platform_driver(gpio_led_driver); 

从gpio_led_driver结构体中可以看到驱动名称为leds-gpio。因此要使用这个驱动,必须另外定义一个platform设备,并调用函数platform_device_register注册。本文实例如下:

static struct platform_device leds_gpio = {  
    .name = "leds-gpio",  
    .id = -1,  
    .dev = {  
        .platform_data = &gpio_led_info,  
        .release = platformdev_release,  
    },  
};  

其中name表示设备名称,必须为“leds-gpio”,这样才能匹配并加载成功。最后提一下release成员,在较新的内核中必须对此进行赋值,否则会有错误信息提示:

Device 'leds-gpio' does not have a release() function, it is broken and must be fixed.

最后,注册leds设备——建议在板子的GPIO正常工作之后再进行注册。

platform_device_register(&leds_gpio); // 注册leds设备  

注意,如果是以modules形式动态加载的话,必须要适合的地方如remove函数在卸载leds设备:

platform_device_unregister(&leds_gpio); // 卸载leds设备  

应用实例

LED设备和驱动都正常情况下,系统启动后,会产生/sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds目录,其下分别有red和green两个子目录。可以分别对不同的红色LED和绿色LED做操作。

亮灭LED

将1或0写入brightness文件即可控制亮灭。

示例如下:

echo 0 > /sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds/green/brightness  
echo 0 > /sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds/red/brightness   

echo 1 > /sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds/green/brightness  
echo 1 > /sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds/red/brightness   

触发器

直接查看trigger文件,即可知道当前系统支持的触发器,示例:

cat /sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds/red/trigger   
[none] timer oneshot heartbeat backlight gpio cpu0 default-on mmc0 mmc1 mmc2  

在前面的驱动中注释掉了trigger,所以现在是none。

设置触发器很简单,使用ecoh将需要的触发器名称写入trigger文件即可。注意,写入的字符串一定是trigger文件已经存在的,否则会提示参数非法。写入心跳触发器示例:

echo heartbeat > /sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds/red/trigger 

此时板子上红灯应会闪烁。

再次查看:

cat /sys/bus/platform/devices/leds-gpio/leds/red/trigger   

none timer oneshot [heartbeat] backlight gpio cpu0 default-on mmc0 mmc1 mmc2  

设置值已经生效了。

参考资源:

  1. 内核源码官网:https://www.kernel.org
  2. 内核源码查询:http://lxr.free-electrons.com...

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