tiny4412内核自带led驱动分析

内核版本：linux-3.5
平台：tiny4412

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一、关于混杂设备

此版本内核led驱动使用的是混杂设备misc，具体misc.c的实现路径：linux-3.5/drivers/char/misc.c

这就很大程度简化了我们的驱动代码，没有发现ldd3中提到的各种字符设备注册函数，而是发现了一个misc_register函数（共用的注册函数），这说明led设备是作为杂项设备出现在内核中的，在内核中，misc杂项设备驱动接口是对一些字符设备的简单封装，他们共享一个主设备号，有不同的次设备号，共享一个open调用，其他的操作函数在打开后运用linux驱动程序的方法重载进行装载。

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二、关于gpio：

查找tiny4412的datasheet以及pcb电路图。

1、查找I/O口对应引脚：

从图中我们可以看出，四个led灯分别对应四个i/o口1，2，3，4。
所以可以创建结构体来保存：

static int led_gpios[] = {
    EXYNOS4X12_GPM4(0),
    EXYNOS4X12_GPM4(1),
    EXYNOS4X12_GPM4(2),
    EXYNOS4X12_GPM4(3),
};

2、查看led电路图：

由电路图可知当led为低电平时，led灯被点亮。。。且为输出模式。

s3c_gpio_cfgpin(led_gpios[i], S3C_GPIO_OUTPUT); //设置为输出模式
gpio_set_value(led_gpios[i], 1); //将引脚设置为高电平，默认为全灭

3、相关gpio函数：

1、int gpio_request(unsigned gpio, const char *label);
    获得并占有 GPIO port 的使用权，由参数 gpio 指定具体 port，非空的lables指针有助于诊断。主要是告诉内核这地址被占用了。当其它地方调用同一地址的gpio_request就会报告错误，该地址已被申请。在/proc/mem应该会有地址占用表描述。
这种用法的保护作用前提是大家都遵守先申请再访问，有一个地方没遵守这个规则，这功能就失效了。好比进程互斥，必需大家在访问临界资源的时候都得先获取锁一样，其中一个没遵守约定，代码就废了。

2、void gpio_free(unsigned gpio)；//释放 GPIO port 的使用权，由gpio 指定具体 port。
例2：gpio_free(RK29_PIN0_PA0);//释放GPIO0_A0
、

3、int gpio_direction_input(unsigned gpio);//设置输入模式
例3：gpio_direction_input (RK29_PIN0_PA0);//把GPIO0_A0设置为输入


4、int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)；//设置输出模式
例4：gpio_direction_output(RK29_PIN0_PA0,GPIO_LOW);//把GPIO0_A0设置为输出口，且其电平拉低。   

5、int gpio_get_value(unsigned gpio);//获取电平值
 例5：ret = gpio_get_value (RK29_PIN0_PA0);// 读取GPIO0_A0的电平,并赋值给变量ret。

6、void gpio_set_value(unsigned gpio, int value);设置引脚电平值
gpio_set_value (RK29_PIN0_PA0, GPIO_HIGH);// 设置RK29_PIN0_PA0电平为高。


7、 int gpio_pull_updown(unsigned gpio,unsigned value);
        value = 0, normal
        value = 1, pull up
        value = 2, pull down
例7、gpio_pull_updown（RK29_PIN0_PA0，1）上拉
       int gpio_cansleep(unsigned gpio);
支持这种gpio的平台为了通过在这个函数中返回非零来区分其它类型的gpio（需要一个已经被  gpio_request申请的gpio号）为了访问这些端口，定义了另一组函数接口：

8、 int gpio_get_value_cansleep(unsigned gpio);
        void gpio_set_value_cansleep(unsigned gpio, int value);只能在允许睡眠的上下文中访问这些端口，比如线程化的中断中，

9、 static inline int gpio_is_valid(int number)//判断GPIO是否有效,有效返回0

10、 int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change);//返回0成功

void gpio_unexport();  //返回0成功

int gpio_export_link(struct device *dev, const char *name, unsigned gpio) 
//创建到导出GPIO的 sysfs link  ，第一个参数是在哪个dev下创建，第二个是参数名字，第三个是gpio编号 

具体可参考：
http://blog.csdn.net/andrinux/article/details/38725619
http://blog.sina.com.cn/s/blog_a6559d9201015vx9.html

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三、驱动代码分析：

流程：初始化（注册misc设备）—>定义fops结构体与misc结构体—>实现fops中相关函数—>把fops绑定到misc结构体—>注销misc设备。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 
#include 


#define DEVICE_NAME "leds"     //设备名

static int led_gpios[] = {
    EXYNOS4X12_GPM4(0),
    EXYNOS4X12_GPM4(1),
    EXYNOS4X12_GPM4(2),
    EXYNOS4X12_GPM4(3),
};

#define LED_NUM     ARRAY_SIZE(led_gpios)


//因为是低电平点亮，但是这里我们cmd的值传入1点亮led灯，这是为了照顾惯性思维，当然，也可以让它传入0变亮。
static long tiny4412_leds_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd,
        unsigned long arg)
{
    switch(cmd) {
        case 0:
        case 1:
            if (arg > LED_NUM) {
                return -EINVAL;
            }

            gpio_set_value(led_gpios[arg], !cmd); //取反，所以传入1后点亮
            //printk(DEVICE_NAME": %d %d\n", arg, cmd);
            break;

        default:
            return -EINVAL;
    }

    return 0;
}

//fops的实现,无需加入open，使用misc.c中共用的open
static struct file_operations tiny4412_led_dev_fops = {
    .owner          = THIS_MODULE,
    .unlocked_ioctl = tiny4412_leds_ioctl, //led控制函数
};

//混杂设备结构体，将fops绑定到其中
static struct miscdevice tiny4412_led_dev = {
    .minor          = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .name           = DEVICE_NAME,
    .fops           = &tiny4412_led_dev_fops,
};

//初始化：申请I/O口--->设置为输出模式--->默认设置全灭
static int __init tiny4412_led_dev_init(void) {
    int ret;
    int i;

    for (i = 0; i < LED_NUM; i++) {
        ret = gpio_request(led_gpios[i], "LED"); //获得并占有 GPIO port 的使用权
        if (ret) {
            printk("%s: request GPIO %d for LED failed, ret = %d\n", DEVICE_NAME,
                    led_gpios[i], ret);
            return ret;
        }

        s3c_gpio_cfgpin(led_gpios[i], S3C_GPIO_OUTPUT); //设置为输出模式
        gpio_set_value(led_gpios[i], 1); //将引脚设置为高电平，默认为全灭
    }

    ret = misc_register(&tiny4412_led_dev); //注册混杂设备

    printk(DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

    return ret;
}

static void __exit tiny4412_led_dev_exit(void) {
    int i;

    for (i = 0; i < LED_NUM; i++) {
        gpio_free(led_gpios[i]); //释放 GPIO port 的使用权
    }

    misc_deregister(&tiny4412_led_dev); //注销混杂设备
}

module_init(tiny4412_led_dev_init);
module_exit(tiny4412_led_dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");

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四、测试用例：

#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc, char **argv)
{
    int on;
    int led_no;
    int fd;
/* 检查 led 控制的两个参数，如果没有参数输入则退出。 */
    if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||on < 0 || on > 1 || led_no < 0 || led_no > 3)  
    {
        fprintf(stderr, "Usage: leds led_no 0|1\n");
        exit(1);
    }
/*打开/dev/leds 设备文件*/
    fd = open("/dev/leds0", 0);
    if (fd < 0) {
        fd = open("/dev/leds", 0);
    }

    if (fd < 0) {
        perror("open device leds");
        exit(1);
    }
/*通过系统调用 ioctl 和输入的参数控制 led*/
    ioctl(fd, on, led_no);  
/*关闭设备句柄*/
    close(fd);
    return 0;
}

交叉编译后将a.out拷贝到开发板。

运行：（第一个参数表示第led 0/1/2/3，第二个参数1表示开启，0表示关闭）
./a.out 1 1 //开启第二盏灯
./a.out 2 0 //关闭第三盏灯