linux led子系统（一）

就像学编程第一个范例helloworld一样，学嵌入式，单片机、fpga之类的第一个范例就是点亮一盏灯。对于庞大的linux系统，当然可以编写一个字符设备驱动来实现我们需要的led灯，也可以直接利用gpio口，应用程序来拉高拉低管脚控制。不过，既然linux系统自己本来就带有led子系统，那么就可以好好利用之。好处不用多说了，主要对于应用层来说，不同平台都用linux的led子系统，那么应用程序不用做任何的改变，就可以在新的平台上运行，可移植性好。

         linux的led子系统的源码路径：

1. include/Linux/leds.h    //头文件
2. drivers/leds              //led子系统相关源码以及API

首先看一下led子系统中的主要文件：

1. # LED Core 
2. obj-$(CONFIG_NEW_LEDS)                        +=led-core.o 
3. obj-$(CONFIG_LEDS_CLASS)                 += led-class.o 
4. obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGERS)              +=led-triggers.o 
6. # LED PlatformDrivers 
7. obj-$(CONFIG_LEDS_GPIO)                        += leds-gpio.o 
9. # LED Triggers 
10. obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_TIMER) +=ledtrig-timer.o 
11. obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_IDE_DISK)      +=ledtrig-ide-disk.o 
12. obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_HEARTBEAT) +=ledtrig-heartbeat.o 
13. obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_BACKLIGHT) +=ledtrig-backlight.o 
14. obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_GPIO)              +=ledtrig-gpio.o 
15. obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_DEFAULT_ON)        += ledtrig-default-on.o 

主要由leds.h、led-core.c、led-class.c、led-triggers.c，其中led-triggers又分为了timer、ide-disk、heartbeat、backlight、gpio、default-on等算法。

例子程序是leds-gpio，接下去会主要分析这个驱动实现。

首先简单看一下主要的文件

leds.h

Led的亮度，分为三等级，关、中间、最亮。

enum led_brightness {
    LED_OFF        = 0,        //全暗
    LED_HALF    = 127,        //一半亮度
    LED_FULL    = 255,        //最大亮度
};

struct led_classdev {
    const char        *name;         //led名字
    int             brightness;    //当前亮度
    int             max_brightness;//参考值，最大亮度
    int             flags;            //标志，目前只支持 LED_SUSPENDED和LED_CORE_SUSPENDRESUME

    /* 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 */
    //核心回调函数，当设置/sys/class/leds/下的led接口里的brightness(亮度)属性文件时，会回调该函数
    void        (*brightness_set)(struct led_classdev *led_cdev,
                      enum led_brightness brightness); //亮度设置函数指针
    /* Get LED brightness level */
    //核心回调函数，当获得led当前亮度值时会调用
    enum led_brightness (*brightness_get)(struct led_classdev *led_cdev);//获取亮度函数指针

    /*
     * Activate hardware accelerated blink, delays are in milliseconds
     * and if both are zero then a sensible default should be chosen.
     * The call should adjust the timings in that case and if it can't
     * match the values specified exactly.
     * Deactivate blinking again when the brightness is set to a fixed
     * value via the brightness_set() callback.
     */
    /* 激活硬件加速的闪烁 */
    int        (*blink_set)(struct led_classdev *led_cdev,
                     unsigned long *delay_on,
                     unsigned long *delay_off);//闪烁时点亮和熄灭的时间设置 
    //嵌入的标准设备模型
    struct device        *dev;
    /* 所有已经注册的led_class dev使用这个节点串联起来 */
    struct list_head     node;            /* LED Device list */ //leds-list的node
    /* 默认触发器 */
    const char        *default_trigger;    /* Trigger to use */ //默认trigger的名字

    unsigned long         blink_delay_on, blink_delay_off;     //闪烁的开关时间 
    struct timer_list     blink_timer;                          //闪烁的定时器链表
    int             blink_brightness;                                //闪烁的亮度
//如果配置内核时使能了触发器功能，才会编译下面一段
#ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
    /* Protects the trigger data below */
    struct rw_semaphore     trigger_lock; /* 这个读写锁保护下面的触发器数据 */

    struct led_trigger    *trigger;         //触发器指针
    struct list_head     trig_list;        //触发器使用的链表节点，用来连接同一触发器上的所有led_classdev
    void            *trigger_data;        //触发器使用的私有数据
#endif
};

struct led_trigger {
    const char     *name;             //trigger名字
    void        (*activate)(struct led_classdev *led_cdev);//激活led，led_classdev和触发器建立连接时会调用这个方法。
    void        (*deactivate)(struct led_classdev *led_cdev);//取消激活。led_classdev和触发器取消连接时会调用这个方法。

    /* LEDs under control by this trigger (for simple triggers) */
     /* 本触发器控制之下的led链表 */
    rwlock_t      leddev_list_lock; //保护链表的锁
    struct list_head  led_cdevs;    //链表头

    /* Link to next registered trigger */
    struct list_head  next_trig; /* 连接下一个已注册触发器的链表节点 ，所有已注册的触发器都会被加入一个全局链表*/
};

//平台设备相关的led数据结构
struct led_info {
    const char    *name;
    const char    *default_trigger;
    int        flags;
};

struct led_platform_data {
    int        num_leds;
    struct led_info    *leds;
};

/* For the leds-gpio driver */
//平台设备相关的gpio led数据结构
struct gpio_led {
    const char *name;                //led的名字 
    const char *default_trigger;     //默认的trigger 
    unsigned     gpio;                 //gpio口
    unsigned    active_low : 1;
    unsigned    retain_state_suspended : 1;
    unsigned    default_state : 2;
    /* default_state should be one of LEDS_GPIO_DEFSTATE_(ON|OFF|KEEP) */
};
#define LEDS_GPIO_DEFSTATE_OFF        0
#define LEDS_GPIO_DEFSTATE_ON        1
#define LEDS_GPIO_DEFSTATE_KEEP        2

struct gpio_led_platform_data {
    int         num_leds;            //led的个数
    const struct gpio_led *leds;    //平台设备相关的gpio led数据结构

#define GPIO_LED_NO_BLINK_LOW    0    /* No blink GPIO state low */
#define GPIO_LED_NO_BLINK_HIGH    1    /* No blink GPIO state high */
#define GPIO_LED_BLINK        2    /* Please, blink */
    int        (*gpio_blink_set)(unsigned gpio, int state,
                    unsigned long *delay_on,
                    unsigned long *delay_off);
};

led-core.c

//主要声明led的链表和锁
22 DECLARE_RWSEM(leds_list_lock);
23 EXPORT_SYMBOL_GPL(leds_list_lock);
25 LIST_HEAD(leds_list);
26 EXPORT_SYMBOL_GPL(leds_list);
                      

led-class.c

1、  leds_init

主要是创建leds_class，赋值suspend和resume以及dev_attrs。

led_class_attrs

84 static struct device_attribute led_class_attrs[] = {
85     __ATTR(brightness, 0644, led_brightness_show, led_brightness_store),
86     __ATTR(max_brightness, 0444, led_max_brightness_show, NULL),
87 #ifdef CONFIG_LEDS_TRIGGERS
88     __ATTR(trigger, 0644, led_trigger_show, led_trigger_store),
89 #endif
90     __ATTR_NULL,
91 };

2、led_classdev_register

         创建classdev设备，也即Leds_class类中实例化一个对象，类似于c++的new一个对象，leds有很多种，而这里是注册一个特定的led，内核中的面向对象思想也极其丰富。

         加到leds_list链表中，初始化blinktimer，指定blink_timer的function和data，设置trigger，然后一个新的led设备就注册好了，就可以使用了。

led-triggers.c

1、led_trigger_register

         扫描trigger链表中是否有同名的trigger，接着把当前trigger加入到链表中，如果led_classdev中有默认的trigger，那么就设置这个默认的。

好了，简单看了下led子系统中比较重要的结构体和函数，那么接下去就可以通过leds-gpio这个驱动来进一步了解led子系统了。