Led驅動架構理解

      作爲一個驅動工程師，每每遇到問題，總是抓耳撓腮，查找許久。是否有一些本質的特性，能讓工作變得輕鬆? 如果有，那可能是對驅動本質的理解，對器件工作特性的熟悉，首先了解本質基於2.6.3內核的led驅動框架來分析，並記錄。

      以下是瀏覽led驅動的記錄，首先按照驅動模塊理解的慣例，先看看init函數

static int __init leds_init(void)
{
	leds_class = class_create(THIS_MODULE, "leds");
	if (IS_ERR(leds_class))
		return PTR_ERR(leds_class);
	leds_class->suspend = led_suspend;
	leds_class->resume = led_resume;
	leds_class->dev_attrs = led_class_attrs;
	return 0;
}

    

函數 class_create() 創建一個新的類在"/sys"目錄下，類名叫 ”leds”，並返回這個新生成的類。然後在對該類的的電源管理函數、類的屬性做初始化。關於類的初始化，led 的定義是：

static struct device_attribute led_class_attrs[] = {
	__ATTR(brightness, 0644, led_brightness_show, led_brightness_store),
	__ATTR(max_brightness, 0444, led_max_brightness_show, NULL),
#ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
	__ATTR(trigger, 0644, led_trigger_show, led_trigger_store),
#endif
	__ATTR_NULL,
};

正如註釋所陳述的那樣，結構體 “device_attribute” 是用來導出設備屬性的

/* interface for exporting device attributes */
struct device_attribute {
	struct attribute	attr;
	ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
			char *buf);
	ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
			 const char *buf, size_t count);
};

對於一切設備皆文件的linux來說，設備的屬性無非就是讀寫，所以，導出設備屬性的結構體有讀函數 [ssize_t  (*show)(struct device *dev, struct_device_attribute *attr, chat *buf)]  和寫函數 [ssize_t  (*store)(struct device *dev, struct_device_attribute *attr, chat *buf, size_t count)]。其中 dev，對應要被操作的dev， attr 對應要讀寫的屬性，buf對應需要設備做什麼，具體的功能還需要設備驅動開發者實現。比如，輸入1 或者on 對應led的亮，這裏，1/on 就是 buf 的內容，dev 是led， 亮是attr。

結構體 struct attribute 是 用戶的操作權限，由於linux是多文件系統（儘管嵌入式很多設備都是單用戶——root），所有這個屬性規定者不同用戶、用戶組對設備的訪問權限。

     看完init，接着看看exit函數

static void __exit leds_exit(void)
{
	class_destroy(leds_class);
}

即爲註銷已經註冊了的led類。

 

    設備驅動接口函數：

（1）led 設備結構體

struct led_classdev {
	const char		*name;
	int			 brightness;
	int			 max_brightness;
	int			 flags;

	/* Lower 16 bits reflect status */
#define LED_SUSPENDED		(1 << 0)
	/* Upper 16 bits reflect control information */
#define LED_CORE_SUSPENDRESUME	(1 << 16)

	/* Set LED brightness level */
	/* Must not sleep, use a workqueue if needed */
	void		(*brightness_set)(struct led_classdev *led_cdev,
					  enum led_brightness brightness);
	/* Get LED brightness level */
	enum led_brightness (*brightness_get)(struct led_classdev *led_cdev);

	/* Activate hardware accelerated blink, delays are in
	 * miliseconds and if none is provided then a sensible default
	 * should be chosen. The call can adjust the timings if it can't
	 * match the values specified exactly. */
	int		(*blink_set)(struct led_classdev *led_cdev,
				     unsigned long *delay_on,
				     unsigned long *delay_off);

	struct device		*dev;
	struct list_head	 node;			/* LED Device list */
	const char		*default_trigger;	/* Trigger to use */

#ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
	/* Protects the trigger data below */
	struct rw_semaphore	 trigger_lock;

	struct led_trigger	*trigger;
	struct list_head	 trig_list;
	void			*trigger_data;
#endif
};

  設備結構體體，是內核驅動開發者（開發總線、驅動架構者）開放給設備驅動工程師的設備接口，用以抽象出一個設備在內核中，或者用以連接設備驅動程序到內核驅動中的，從而使得應用開發者編寫應用程序時，能準確無誤的調用到驅動中相關的函數，從而操作硬件。比如 struct led_class中， 函數指針 “void        (*brightness_set)(struct led_classdev *led_cdev, enum led_brightness brightness)   ”是led驅動實現後，當用戶空間操作前文所述的 store（寫方法時），就會調用，調用關係如下：

static ssize_t led_brightness_store(struct device *dev,
        struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t size)
{
    struct led_classdev *led_cdev = dev_get_drvdata(dev);
    ssize_t ret = -EINVAL;
    char *after;
    unsigned long state = simple_strtoul(buf, &after, 10);
    size_t count = after - buf;

    if (isspace(*after))
        count++;

    if (count == size) {
        ret = count;

        if (state == LED_OFF)
            led_trigger_remove(led_cdev);
        led_set_brightness(led_cdev, state);
    }

    return ret;
}

 

static inline void led_set_brightness(struct led_classdev *led_cdev,
                    enum led_brightness value)
{
    if (value > led_cdev->max_brightness)
        value = led_cdev->max_brightness;
    led_cdev->brightness = value;
    if (!(led_cdev->flags & LED_SUSPENDED))
        led_cdev->brightness_set(led_cdev, value);
}

關於 trigger 還沒有接觸過，猜想它的應用場景是諸如 當有設備接入，顯示狀態這一類的，比如網口的燈那種。

（2） 註冊設備

int led_classdev_register(struct device *parent, struct led_classdev *led_cdev)
{
	led_cdev->dev = device_create(leds_class, parent, 0, led_cdev,
				      "%s", led_cdev->name);
	if (IS_ERR(led_cdev->dev))
		return PTR_ERR(led_cdev->dev);

#ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
	init_rwsem(&led_cdev->trigger_lock);
#endif
	/* add to the list of leds */
	down_write(&leds_list_lock);
	list_add_tail(&led_cdev->node, &leds_list);
	up_write(&leds_list_lock);

	if (!led_cdev->max_brightness)
		led_cdev->max_brightness = LED_FULL;

	led_update_brightness(led_cdev);

#ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
	led_trigger_set_default(led_cdev);
#endif

	printk(KERN_DEBUG "Registered led device: %s\n",
			led_cdev->name);

	return 0;
}

首先調用 device_create ()創建設備、註冊在sys下並返回。

（3）led設備註銷

void led_classdev_unregister(struct led_classdev *led_cdev)
{
#ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
	down_write(&led_cdev->trigger_lock);
	if (led_cdev->trigger)
		led_trigger_set(led_cdev, NULL);
	up_write(&led_cdev->trigger_lock);
#endif

	device_unregister(led_cdev->dev);

	down_write(&leds_list_lock);
	list_del(&led_cdev->node);
	up_write(&leds_list_lock);
}

基本上來說，led的框架就這些，主要的是設備驅動的實現、讀寫方法的定義。深入分析就是內核機制的東西了。