嵌入式Linux驱动开发基础-3 LED驱动框架

基本昵称

1036人浏览 · 2025-06-25 10:37:03

基本昵称 · 2025-06-25 10:37:03 发布

1：回顾字符设备驱动框架

驱动层访问硬件外设寄存器依靠的是 ioremap 函数去映射到寄存器地址，然后开始控制寄存器。

1.2如何编写驱动程序

确定主设备号，也可以让内核分配
定义自己的 file_operations 结构体
实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数，填入 file_operations 结构体
把 file_operations 结构体告诉内核：register_chrdev
谁来注册驱动程序啊？得有一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数
有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，出口函数调用unregister_chrdev
其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点：class_create,device_create

1.3：对于 LED 驱动，构建什么样的接口？

1.4LED 驱动能支持多个板子的基础：分层思想

1：把驱动拆分为通用的框架(leddrv.c)、具体的硬件操作(board_X.c)：

2：以面向对象的思想，改进代码，抽象出一个结构体：

每个单板相关的 board_X.c 实现自己的 led_operations 结构体，供上层的 leddrv.c 调用

2：代码编写

驱动程序分为上下两层：leddrv.c、board_demo.c。leddrv.c 负责注册file_operations 结构体，它的 open/write 成员会调用 board_demo.c 中提供的硬件 led_opr 中的对应函数。

2.1：代码主体逻辑图

2.1.1：把 LED 的操作抽象出一个 led_operations 结构体

首先看看 led_opr.h，它定义了一个 led_operations 结构体，把 LED 的操作抽象为这个结构体：

#ifndef _LED_OPR_H

#define _LED_OPR_H

struct led_operations {

int (*init) (int which); /* 初始化LED, which-哪个LED */

int (*ctl) (int which, char status); /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */

};

struct led_operations *get_board_led_opr(void);

#endif

2.1.2 驱动程序的上层：file_operations 结构体

上层是 leddrv.c，它的核心是 file_operations 结构体，

首先查看入口函数：

向内核注册一个 file_operations 结构体。

p_led_opr = get_board_led_opr();从底层硬件相关的代码 board_demo.c 中获得led_operaions 结构体。

/* 4. 把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序 */

/* 5. 谁来注册驱动程序啊？一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数 */

static int __init led_init(void)

{

int err;

int i;

printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

major = register_chrdev(0, "100ask_led", &led_drv); /* /dev/led */

led_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_led_class");

err = PTR_ERR(led_class);

if (IS_ERR(led_class)) {

printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

unregister_chrdev(major, "100ask_led");

return -1;

}

for (i = 0; i < LED_NUM; i++)

device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, i), NULL, "100ask_led%d", i); /* /dev/100ask_led0,1,... */

p_led_opr = get_board_led_opr();

return 0;

}

查看file_operations 结构体的成员函数：：

p_led_opr->ctl(minor, status); p_led_opr->init(minor); 调用 led_operations 结构体中对应的函数。

/* write(fd, &val, 1); */

static ssize_t led_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)

{

int err;

char status;

struct inode *inode = file_inode(file);

int minor = iminor(inode);

printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

err = copy_from_user(&status, buf, 1);

/* 根据次设备号和status控制LED */

p_led_opr->ctl(minor, status);

return 1;

}

static int led_drv_open (struct inode *node, struct file *file)

{

int minor = iminor(node);

printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

/* 根据次设备号初始化LED */

p_led_opr->init(minor);

return 0;

}

/* 2. 定义自己的file_operations结构体 */

static struct file_operations led_drv = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = led_drv_open,

.read = led_drv_read,

.write = led_drv_write,

.release = led_drv_close,

};

static int led_drv_close (struct inode *node, struct file *file)

{

printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

return 0;

}

2.1.3：board_demo.c函数

static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化LED, which-哪个LED */

{

printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);

return 0;

}

static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */

{

printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off");

return 0;

}

static struct led_operations board_demo_led_opr = {

.init = board_demo_led_init,

.ctl = board_demo_led_ctl,

};

struct led_operations *get_board_led_opr(void)

{

return &board_demo_led_opr;

}