驱动程序实例（二）：LED设备驱动程序（ platform + /sys接口）

正文

结合之前对Linux内核的platform总线 ，以及对Linux内核的LED设备的驱动框架的分析，本文将编写基于platform总线与/sys接口的LED设备的实例代码并对其进行分析。

platform总线分析，详见Linux platform驱动模型。

字符设备的cdev接口分析，详见Linux字符设备驱动框架（一）：Linux内核的LED设备驱动框架。

硬件接口：

　　CPU：s5pv210；

　　LED的GPIO：GPIO_J0_3 ~ GPIO_J0_5；

　　LED的工作方式：低电平亮，高电平灭。

使用Linux内核的LED驱动框架之前，需确保Linux内核支持LED驱动框架。进入Linux内核的配置界面menuconfig进行设置，具体配置如下：

　　Device Drivers  --->

　　　　[*] LED Support  --->    

本文将以两种形式编写LED驱动代码：

（1）将led_device和led_driver分别写成两个单独的文件模块；（这种做法适合学习使用）

（2）将led_device集成至Linux内核的/arch/arm/mach-s5pv210/mach-x210.c中，再将led_driver编写为独立模块。（这种做法更接近于实战的驱动程序，更好的使用设备树）

1.第一种写法

1.1 led_device.c

本文将设备信息写成一个模块的形式，需要时加载该模块即可。

#include

#include

#include

#include

#include

//定义并初始化LED设备的相关资源

static struct resource led_resource = 

{

    .start = 0xE0200240,

    .end = 0xE0200240 + 8 - 1,

    .flags = IORESOURCE_MEM,

};

//定义并初始化LED设备信息

static struct platform_device led_dev = 

{

    .name = 'led',             //设备名称

    .id = -1,                  //设备数量，-1表示只有一个设备

    .num_resources = 1,        //资源数量

    .resource = &led_resource, //资源指针

    .dev = 

    {

        .release = led_release,

    },

};

//注册LED设备

static int __init led_device_init(void)

{

    return platform_device_register(&led_dev);

}

//注销LED设备

static void __exit led_device_exit(void)

{

    platform_device_unregister(&led_dev);

}

module_init(led_device_init);

module_exit(led_device_exit);

MODULE_AUTHOR('Lin');

MODULE_DESCRIPTION('led device for x210');

MODULE_LICENSE('GPL');

1.2 led_driver.c

led_driver_init()：模块加载函数

　　platform_driver_register()将驱动对象模块注册到平台总线

　　led_probe()探测函数，提取相应的信息

　　　　platform_get_resource()获取设备资源

　　　　request_mem_region()、ioremap()虚拟内存映射

　　　　readl()、write()初始化硬件设备

　　　　kzalloc()申请led_classdev内存

　　　　led_classdev_register()注册LED设备

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

//定义GPIO_J0寄存器变量

typedef struct GPJ0REG

{

    volatile unsigned int gpj0con;

    volatile unsigned int gpj0dat;

}gpj0_reg_t;

static gpj0_reg_t *pGPIOREG = NULL;

static struct led_classdev *led_cdev = NULL;

//LED设备实际的硬件操作函数

void led_brightness_set(struct led_classdev *led_cdev, enum led_brightness brightness)

{

    int reg_value = 0;

    //向LED设备属性文件brightness写入0，LED设备灭

    if (brightness == LED_OFF)

    {

        reg_value = readl(&(pGPIOREG->gpj0dat)); 

        reg_value |= (1 << 3) | (1 << 4) | (1 << 5);

        writel(reg_value, &(pGPIOREG->gpj0dat));

    }

    //否则，LED设备亮

    else

    {

        reg_value = readl(&(pGPIOREG->gpj0dat)); 

        reg_value &= ~((1 << 3) | (1 << 4) | (1 << 5));

        writel(reg_value, &(pGPIOREG->gpj0dat));

    }    

}

static int led_probe(struct platform_device *pdev)

{

    struct resource *res_led = NULL;

    int ret = -1;

    int reg_value = 0;

    /********************************申请资源*********************************/

    //获取资源

    res_led = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);

    if (!res_led) 

    {

        return -ENOMEM;

    }

    //动态内存映射

    if (!request_mem_region(res_led->start, resource_size(res_led), 'GPIOJ0'))

    {

        return -EBUSY;

    }

    pGPIOREG = ioremap(res_led->start, resource_size(res_led));

    if (pGPIOREG ==  NULL) 

    {

        ret = -ENOENT;

        goto ERR_STEP;

    }

    /********************************设备初始化********************************/

    //初始化资源,设置GPIO为输出模式

    reg_value = readl(&(pGPIOREG->gpj0dat)); 

    reg_value |= (1 << (3*4)) | (1 << (4*4)) | (1 << (5*4));

    writel(reg_value, &(pGPIOREG->gpj0dat));

    /********************************创建接口**********************************/

    //申请led_classdev内存

    led_cdev = kzalloc(sizeof(struct led_classdev), GFP_KERNEL);

    if (led_cdev == NULL)

    {

        ret = -ENOMEM;

        goto ERR_STEP1;

    }

    led_cdev->name = pdev->name;

    led_cdev->brightness_set = led_brightness_set;

    //注册LED设备

    ret = led_classdev_register(NULL, led_cdev);

    if (ret) 

    {

        goto ERR_STEP2;

    }

    return 0;

    /******************************倒映式错误处理********************************/

ERR_STEP2:

    kfree(led_cdev);

ERR_STEP1:

    iounmap(pGPIOREG);    

ERR_STEP:

    release_mem_region(res_led->start, resource_size(res_led));

    return ret;

}

static int led_remove(struct platform_device *pdev)

{

    led_classdev_unregister(led_cdev); //注销LED设备

    iounmap(pGPIOREG);                   //释放内存

    kfree(led_cdev);                   //释放内存

    return 0;

}

//定义并初始化LED驱动信息

static struct platform_driver led_drv = 

{

    .driver = 

    {

        .name  = 'led',

        .owner = THIS_MODULE,

    },

    .probe = led_probe,

    .remove = led_remove,

};

static int __init led_driver_init(void)

{

    return platform_driver_register(&led_drv);

}

static void __exit led_driver_exit(void)

{

    platform_driver_unregister(&led_drv);

}

module_init(led_driver_init);

module_exit(led_driver_exit);

MODULE_AUTHOR('Lin');

MODULE_DESCRIPTION('led driver for x210');

MODULE_LICENSE('GPL');

2.第二种写法

2.1 device

在/kernel/arch/arm/mach-s5pv210/include/mach目录下，建立一个leds_gpio.h文件，并填充如下内容。

#ifndef __ASM_ARCH_LEDSGPIO_H

#define __ASM_ARCH_LEDSGPIO_H 'leds-gpio.h'

#define S3C24XX_LEDF_ACTLOW    (1<<0)        /* LED is on when GPIO low */

#define S3C24XX_LEDF_TRISTATE    (1<<1)      /* tristate to turn off */

//定义一个LED设备的数据结构

struct s3c24xx_led_platdata 

{

    unsigned int     gpio;

    unsigned int     flags;

    char            *name;

    char            *def_trigger;

};

#endif

在/kernel/arch/arm/mach-s5pv210/mach-x210.c下，添加如下内容，并添加对leds_gpio.h的包含。

/* LEDS */

static struct s5pv210_led_platdata s5pv210_led1_pdata = {

    .name        = 'xled1',

    .gpio        = S5PV210_GPJ0(3),

    .flags       = S5PV210_LEDF_ACTLOW | S5PV210_LEDF_TRISTATE,

    .def_trigger = 'heartbeat',

};

static struct s5pv210_led_platdata s5pv210_led2_pdata = {

    .name        = 'xled2',

    .gpio        = S5PV210_GPJ0(4),

    .flags       = S5PV210_LEDF_ACTLOW | S5PV210_LEDF_TRISTATE,

    .def_trigger = 'heartbeat',

};

static struct s5pv210_led_platdata s5pv210_led3_pdata = {

    .name        = 'xled3',

    .gpio        = S5PV210_GPJ0(5),

    .flags       = S5PV210_LEDF_ACTLOW | S5PV210_LEDF_TRISTATE,

    .def_trigger = 'heartbeat',

};

static struct platform_device s5pv210_led1 = {

    .name      = 's5pv210_led',

    .id        = 1,

    .dev       = {

        .platform_data    = &s5pv210_led1_pdata,

    },

};

static struct platform_device s5pv210_led2 = {

    .name      = 's5pv210_led',

    .id        = 2,

    .dev       = {

        .platform_data    = &s5pv210_led2_pdata,

    },

};

static struct platform_device s5pv210_led3 = {

    .name      = 's5pv210_led',

    .id        = 3,

    .dev       = {

        .platform_data   = &s5pv210_led3_pdata,

    },

};

将LED设备信息集成至smdkc110_devices，内核初始化时smdkc110_devices中的设备将被注册进内核。

static struct platform_device *smdkc110_devices[] __initdata = 

{

    ......

    &s5pv210_led1,

    &s5pv210_led2,

    &s5pv210_led3,

}; 

2.2 driver

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define X210_LED_OFF    1            // X210中LED是正极接电源，负极节GPIO