Linux 自带的LED 灯驱动实验
目錄
- Linux 內核自帶LED 驅動使能
- Linux 內核自帶LED 驅動簡介
- LED 燈驅動框架分析
- module_platform_driver 函數簡析
- gpio_led_probe 函數簡析
- 設備樹節點編寫
- 運行測試
前面我們都是自己編寫LED 燈驅動，其實像LED 燈這樣非常基礎的設備驅動，Linux 內核已經集成了。Linux 內核的LED 燈驅動采用platform 框架，因此我們只需要按照要求在設備樹文件中添加相應的LED 節點即可，本章我們就來學習如何使用Linux 內核自帶的LED 驅動來驅動I.MX6U-ALPHA 開發板上的LED0。
Linux 內核自帶LED 驅動使能
上一章節我們編寫基于設備樹的platform LED 燈驅動，其實Linux 內核已經自帶了LED 燈
驅動，要使用Linux 內核自帶的LED 燈驅動首先得先配置Linux 內核，使能自帶的LED 燈驅
動，輸入如下命令打開Linux 配置菜單：
按照如下路徑打開LED 驅動配置項：
-> Device Drivers-> LED Support (NEW_LEDS [=y])->LED Support for GPIO connected LEDs按照上述路徑，選擇“LED Support for GPIO connected LEDs”，將其編譯進Linux 內核，也即是在此選項上按下“Y”鍵，使此選項前面變為“<*>”，如圖56.1.1 所示：
在“LED Support for GPIO connected LEDs”上按下‘？’可以打開此選項的幫助信息，如圖56.1.2 所示：
從圖56.1.2 可以看出，把Linux 內部自帶的LED 燈驅動編譯進內核以后，
CONFIG_LEDS_GPIO 就會等于‘y’，Linux 會根據CONFIG_LEDS_GPIO 的值來選擇如何編譯LED 燈驅動，如果為‘y’就將其編譯進Linux 內核。
配置好Linux 內核以后退出配置界面，打開.config 文件，會找到“CONFIG_LEDS_GPIO=y”這一行，如圖56.1.3 所示：
重新編譯Linux 內核，然后使用新編譯出來的zImage 鏡像啟動開發板。
Linux 內核自帶LED 驅動簡介
LED 燈驅動框架分析
LED 燈驅動文件為/drivers/leds/leds-gpio.c，大家可以打開/drivers/leds/Makefile 這個文件，找到如下所示內容：
2 # LED Core 3 obj-$(CONFIG_NEW_LEDS) += led-core.o ..... 23 obj-$(CONFIG_LEDS_GPIO_REGISTER) += leds-gpio-register.o 24 obj-$(CONFIG_LEDS_GPIO) += leds-gpio.o 25 obj-$(CONFIG_LEDS_LP3944) += leds-lp3944.o ......第24 行，如果定義了CONFIG_LEDS_GPIO 的話就會編譯leds-gpio.c 這個文件，在上一小節我們選擇將LED 驅動編譯進Linux 內核，在.config 文件中就會有“CONFIG_LEDS_GPIO=y”
這一行，因此leds-gpio.c 驅動文件就會被編譯。
接下來我們看一下leds-gpio.c 這個驅動文件，找到如下所示內容：
第236~239 行，LED 驅動的匹配表，此表只有一個匹配項，compatible 內容為“gpio-leds”，因此設備樹中的LED 燈設備節點的compatible 屬性值也要為“gpio-leds”，否則設備和驅動匹配不成功，驅動就沒法工作。
第290~296 行，platform_driver 驅動結構體變量，可以看出，Linux 內核自帶的LED 驅動采用了platform 框架。第291 行可以看出probe 函數為gpio_led_probe，因此當驅動和設備匹配成功以后gpio_led_probe 函數就會執行。從294 行可以看出，驅動名字為“leds-gpio”，因此會在/sys/bus/platform/drivers 目錄下存在一個名為“leds-gpio”的文件，如圖56.2.1.1 所示：
第299 行通過module_platform_driver 函數向Linux 內核注冊gpio_led_driver 這個platform驅動。
module_platform_driver 函數簡析
在上一小節中我們知道LED 驅動會采用module_platform_driver 函數向Linux 內核注冊platform 驅動，其實在Linux 內核中會大量采用module_platform_driver 來完成向Linux 內核注冊platform 驅動的操作。module_platform_driver 定義在include/linux/platform_device.h 文件中，
為一個宏，定義如下：
可以看出，module_platform_driver 依賴module_driver，module_driver 也是一個宏，定義在include/linux/device.h 文件中，內容如下：
1260 #define module_driver(__driver, __register, __unregister, ...) \ 1261 static int __init __driver##_init(void) \ 1262 { \ 1263 return __register(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \ 1264 } \ 1265 module_init(__driver##_init); \ 1266 static void __exit __driver##_exit(void) \ 1267 { \ 1268 __unregister(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \ 1269 } \ 1270 module_exit(__driver##_exit);借助示例代碼56.2.2.1 和示例代碼56.2.2.2，將：
module_platform_driver(gpio_led_driver)展開以后就是：
static int __init gpio_led_driver_init(void) { return platform_driver_register (&(gpio_led_driver)); } module_init(gpio_led_driver_init); static void __exit gpio_led_driver_exit(void) { platform_driver_unregister (&(gpio_led_driver) ); } module_exit(gpio_led_driver_exit);上面的代碼不就是標準的注冊和刪除platform 驅動嗎？因此module_platform_driver 函數的功能就是完成platform 驅動的注冊和刪除。
gpio_led_probe 函數簡析
當驅動和設備匹配以后gpio_led_probe 函數就會執行，此函數主要是從設備樹中獲取LED燈的GPIO 信息，縮減后的函數內容如下所示：
243 static int gpio_led_probe(struct platform_device *pdev) 244 { 245 struct gpio_led_platform_data *pdata = dev_get_platdata(&pdev->dev); 246 struct gpio_leds_priv *priv; 247 int i, ret = 0; 248 249 if (pdata && pdata->num_leds) { /* 非設備樹方式*/ /* 獲取platform_device信息*/ ...... 268 } else { /* 采用設備樹*/ 269 priv = gpio_leds_create(pdev); 270 if (IS_ERR(priv)) 271 return PTR_ERR(priv); 272 } 273 274 platform_set_drvdata(pdev, priv); 275 276 return 0; 277 }第269~271 行，如果使用設備樹的話，使用gpio_leds_create 函數從設備樹中提取設備信息，獲取到的LED 燈GPIO 信息保存在返回值中，gpio_leds_create 函數內容如下：
167 static struct gpio_leds_priv *gpio_leds_create(struct platform_device *pdev) 168 { 169 struct device *dev = &pdev->dev; 170 struct fwnode_handle *child; 171 struct gpio_leds_priv *priv; 172 int count, ret; 173 struct device_node *np; 174 175 count = device_get_child_node_count(dev); 176 if (!count) 177 return ERR_PTR(-ENODEV); 178 179 priv = devm_kzalloc(dev, sizeof_gpio_leds_priv(count), GFP_KERNEL); 180 if (!priv) 181 return ERR_PTR(-ENOMEM); 182 183 device_for_each_child_node(dev, child) { 184 struct gpio_led led = {}; 185 const char *state = NULL; 186 187 led.gpiod = devm_get_gpiod_from_child(dev, NULL, child); 188 if (IS_ERR(led.gpiod)) { 189 fwnode_handle_put(child); 190 ret = PTR_ERR(led.gpiod); 191 goto err; 192 } 193 194 np = of_node(child); 195 196 if (fwnode_property_present(child, "label")) { 197 fwnode_property_read_string(child, "label", &led.name); 198 } else { 199 if (IS_ENABLED(CONFIG_OF) && !led.name && np) 200 led.name = np->name; 201 if (!led.name) 202 return ERR_PTR(-EINVAL); 203 }第175 行，調用device_get_child_node_count 函數統計子節點數量，一般在在設備樹中創建一個節點表示LED 燈，然后在這個節點下面為每個LED 燈創建一個子節點。因此子節點數量也是LED 燈的數量。
第183 行，遍歷每個子節點，獲取每個子節點的信息。
第187 行，獲取LED 燈所使用的GPIO 信息。
第196~197 行，讀取子節點label 屬性值，因為使用label 屬性作為LED 的名字。
第204~205 行，獲取“linux,default-trigger”屬性值，可以通過此屬性設置某個LED 燈在Linux 系統中的默認功能，比如作為系統心跳指示燈等等。
第207~215 行，獲取“default-state”屬性值，也就是LED 燈的默認狀態屬性。
第220 行，調用create_gpio_led 函數創建LED 相關的io，其實就是設置LED 所使用的io為輸出之類的。create_gpio_led 函數主要是初始化led_dat 這個gpio_led_data 結構體類型變量，led_dat 保存了LED 的操作函數等內容。
關于gpio_led_probe 函數就分析到這里，gpio_led_probe 函數主要功能就是獲取LED 燈的設備信息，然后根據這些信息來初始化對應的IO，設置為輸出等。
設備樹節點編寫
打開文檔Documentation/devicetree/bindings/leds/leds-gpio.txt，此文檔詳細的講解了Linux 自帶驅動對應的設備樹節點該如何編寫，我們在編寫設備節點的時候要注意以下幾點：
①、創建一個節點表示LED 燈設備，比如dtsleds，如果板子上有多個LED 燈的話每個LED燈都作為dtsleds 的子節點。
②、dtsleds 節點的compatible 屬性值一定要為“gpio-leds”。
③、設置label 屬性，此屬性為可選，每個子節點都有一個label 屬性，label 屬性一般表示LED 燈的名字，比如以顏色區分的話就是red、green 等等。
④、每個子節點必須要設置gpios 屬性值，表示此LED 所使用的GPIO 引腳！
⑤、可以設置“linux,default-trigger”屬性值，也就是設置LED 燈的默認功能，可以查閱Documentation/devicetree/bindings/leds/common.txt 這個文檔來查看可選功能，比如：
backlight：LED 燈作為背光。
default-on：LED 燈打開
heartbeat：LED 燈作為心跳指示燈，可以作為系統運行提示燈。
ide-disk：LED 燈作為硬盤活動指示燈。
timer：LED 燈周期性閃爍，由定時器驅動，閃爍頻率可以修改
⑥、可以設置“default-state”屬性值，可以設置為on、off 或keep，為on 的時候LED 燈默認打開，為off 的話LED 燈默認關閉，為keep 的話LED 燈保持當前模式。
根據上述幾條要求在imx6ull-alientek-emmc.dts 中添加如下所示LED 燈設備節點：
因為I.MX6U-ALPHA 開發板只有一個LED0，因此在dtsleds 這個節點下只有一個子節點led0，LED0 名字為red，默認關閉。修改完成以后保存并重新編譯設備樹，然后用新的設備樹啟動開發板。
運行測試
用新的zImage 和imx6ull-alientek-emmc.dtb 啟動開發板，啟動以后查看
/sys/bus/platform/devices/dtsleds 這個目錄是否存在，如果存在的話就如到此目錄中，如圖56.4.1所示：
進入到leds 目錄中，此目錄中的內容如圖56.4.2 所示：
從圖56.4.2 可以看出，在leds 目錄下有一個名為“red”子目錄，這個子目錄的名字就是我們在設備樹中第5 行設置的label 屬性值。
我們的設置究竟有沒有用，最終是要通過測試才能知道的，首先查看一下系統中有沒有“sys/class/leds/red/brightness”這個文件，如果有的話就輸入如下命令打開RED 這個LED 燈：
關閉RED 這個LED 燈的命令如下：
echo 0 > /sys/class/leds/red/brightness //關閉LED0如果能正常的打開和關閉LED 燈話就說明我們Linux 內核自帶的LED 燈驅動工作正常。
我們一般會使用一個LED 燈作為系統指示燈，系統運行正常的話這個LED 指示燈就會一閃一閃的。里我們設置LED0 作為系統指示燈，在dtsleds 這個設備節點中加入“linux,default-trigger”屬性信息即可，屬性值為“heartbeat”，修改完以后的dtsleds 節點內容如下：
第7 行，設置LED0 為heartbeat。
第8 行，默認打開LED0。
重新編譯設備樹并且使用新的設備樹啟動Linux 系統，啟動以后LED0 就會閃爍，作為系統心跳指示燈，表示系統正在運行。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux 自带的LED 灯驱动实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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