利用设备树、Platform驱动总线、Linux的GPIO子系统和开发板的BSP(板级支持包)来实现LED的驱动程序

引言

之前已经在博文 https://blog.youkuaiyun.com/wenhao_ir/article/details/145056170 中实现了“利用设备树文件和Platform总线设备驱动实现对多个LED的驱动”。
在博文https://blog.youkuaiyun.com/wenhao_ir/article/details/145056170中，虽然利用了设备树和Platform总线设备驱动，但是对于硬件的操作还是通过去设置或读取具体的寄存器的值来实现的。有没有一种方法能把这些对寄存器的操作也屏蔽呢？有的，那就是利用Linux的GPIO子系统和开发板的BSP来实现。

Linux的GPIO子系统里提供了一系列标准备函数，用来对GPIO进行相应的操作，比如函数gpiod_direction_output()能用来设置GPIO的方向、函数gpiod_set_value()能用来设置某个GPIO的输出值。
而GPIO子系统里的这些函数其实还是一种上层抽象，这些函数运行时会去调用BSP(板级支持包)里提供的相关函数去实现具体的对某个硬件的操作。一般来说，芯片生产商会提供一个官方 BSP，然后开发板厂商在此基础上进行二次开发，以适应自己的开发板。

在看这篇博文前可以先看一看我的另一篇博文，在另一篇博文中我详细介绍下Linux的GPIO子系统，链接如下：
https://blog.youkuaiyun.com/wenhao_ir/article/details/145444452

技术栈结构(比较重要,建议一定先看看)

由设备树节点生成对应的Platform总线中的platform_device，然后对应的platform_device与Platform总线中的platform_driver相匹配，匹配成功后，由GPIO子系统的相关函数调用开发板的BSP中的相关底层硬件函数来设置并驱动硬件。

完整源码

系统设备树中相关的源码

    swhled {
   
        compatible = "swh,leddrv";
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pinctrl_swh_led>;
        led2-gpios = <&gpio5 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };

        pinctrl_swh_led: suwenhao_led {
           /*!< Function assigned for the core: Cortex-A7[ca7] */
            fsl,pins = <
                MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER3__GPIO5_IO03        0x000110A0
            >;
        };

驱动程序leddrv.c中的源码

#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>

#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/of.h>


/* 1. 确定主设备号                                                                 */
static int major = 0;
static struct class *led_class;
static struct gpio_desc *led_gpio;


/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构�?                  */
static ssize_t led_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
   
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* 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 */
	gpiod_set_value(led_gpio, 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 */
	gpiod_direction_output(led_gpio, 0);
	
	return 0;
}

static int led_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
   
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* 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,
};

/* 4. 从platform_device获得GPIO
 *    把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序
 */
static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{
   
	//int err;
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

	/* 4.1 设备树中定义有： led2-gpios=<...>; 所以下面的第二个参数是"led2"	*/
    led_gpio = gpiod_get(&pdev->dev, "led2", 0);
	if (IS_ERR(led_gpio)) {
   
		dev_err(&pdev->dev, "Failed to get GPIO for led\n");
		return PTR_ERR(led_gpio);
	}
    
	/* 4.2 注册file_operations 	*/
	major = register_chrdev(0, "swh_led_major", &led_drv);  /* /dev/led */

	led_class = class_create(THIS_MODULE, "swh_led_class");
	if (IS_ERR(led_class)) {
   
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "swh_led_major");
		gpiod_put(led_gpio);
		return PTR_ERR(led_class);
	}

	device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "swh_led%d", 0); /* /dev/swh_led0 */
        
    return 0;
    
}

static int chip_demo_gpio_remove(struct platform_device *pdev)
{
   
	device_destroy(led_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(led_class);
	unregister_chrdev(major, "swh_led_major");
	gpiod_put(led_gpio);
    
    return 0;
}


static const struct of_device_id swh_led_drv_table[] = {
   
    {
    .compatible = "swh,leddrv" },
    {
    },
};

/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver