《Android深度探索卷一》读书笔记九

1.LED驱动实现原理

2.编写LED驱动

LED 驱动以动态驱动模块( .ko文件)的形式。LED驱动会建立一个“/dev/开发板型号_leds”设备文件，该Linux驱动可以控制4个LED。向开发板发送长度为1到4的字符串可以控制这4个LED的开关。l表示开、0表示关。如果字符串长度不足4个，相当于后面补0。

（1）.创建一个设备文件步骤：

第 1 步：使用 cdev_init 函数初始化 cdev；

如果在一个Linux驱动中要建立多个设备文件，cdev.count变量的值就是要建立的设备文件数。设备文件对应的cdev结构体通过cdev.list.prev和cdev.list. next指针变量连接。从而形成了一个双向链表。

第 2 步s 指定设备号；

Linux 设备文件的设备号分为主设备号和次设备号。用1个int类型（dev_t）表示。其中前12位表示主设备号，后20位表示次设备号。有两种指定方法：直接在代码中指定（硬编码）；动态分配。多个Lihux设备文件可以拥有同一个主设备号。但两个设备的主设备号和次设备号不能都一样。

使用registe_chrdev_region函数注册字符设备区域。需要 MKDEV宏将主设备号和次设备号组合成设备号。使用 MAJOR和 MINOR宏从设备号中可获取主设备号和次设备号。

第 3步：使用 cdev_add函数将字符设备添加到内核中的字符设备数组中；

cdev_add函数用于将字符设备添加到probes数组(保存己建立的字符设备)中。

第 4 步：使用 class_create宏创建 struct class；

struct class包含了一些与设备文件有关的变量以及一些回调函数指针变量。

第 5 步：使用device_create函数创建设备文件；

（2）.在编写leds_create_device函数时应了解：

①　DEVICE_COUNT表示建立设备文件的个数。

②　alloc_chrdev_region函数的第2个参数表示分配的起始次设备号。

③　采用自动分配设备号的方式创建设备文件，使用MAJOR和MINOR宏获取主设备号和次设备号，并分别保存在major和minor变量中。

④　LED驱动的设备号保存在dev_numbe变量中。需要将led_cdev.dev变量的值赋给dev_number。

（3）.卸载 LED 驱动的设备文件

卸载Linux驱动的设备文件需要依次调用device_destroy、class_destroy和unregister_chrdev_region方法。

led_destroy_device函数用于卸载LED驱动的设备文件，leds_exit函数是LED 驱动的卸载函数。leds_exit函数通过调用leds_destroy_device函数来卸载LED驱动设备文件。

（4）.设置寄存器与初始化LED驱动

在控制LED亮、灭之前必须要了解如何设置寄存器。ARM处理器有多个寄存器，通过设置不同寄存器的值。可以设置LED引脚的状态、打开或禁止上拉(pull-up)电路以及控制LED的亮和灭。控制LED需要通过3个寄存器来完成；每一个寄存器可以使用4个字节，也就是一个int类型数据占用的空间；LED有两个引脚：GPBO和GPBI，使用GPMCON寄存器的低16位将LED的两个端口的属性设为Output，每4位设置一个LED，共4个LED；使用GPMDAT寄存器的低4位控制4个LED的亮、灭；使用GPMPUD寄存糕的低8位分别打开4个LED的上拉(pull-up)电路。每两位控制一个LED的上拉电路。

（5）.控制 LED

LED 驱动可以使用两种方式控制 LED：通过字符串控制；通过 l/0命令控制。LED驱动必须要接收相应的数据才能使用上述两种方式控制LED。如果通过字符串控制LED，需要使用fife_operations.write函数。如果通过I/0命令控制 LED，需要使用file__operations.ioctl函数。4个LED的状态（亮、灭）用一个长度为4的char数组（mem）存储。ioread32, iowrite32用于读写虚拟地址中的数据。这两个函数用于读写32位的数据。

（6）.LED 驱动的模块参数

为Linux驱动指定一个模块参数需要使用module_param（name, type, perm）宏。其中name表示参数名，type表示参数类型，perm表示读／写权限。

使用 module_ param_array(name, type, nump, perm）宏可以为 Linux 驱动指定数组形式的模块参数。其中name表示参数名，type表示数组元素的数据类型， nump表示存储数组长度的变量的指针，perm表示参数文件的访问权限。

（7）.测试LED驱动

编写测试 I/0 控制命令的通用程序。LED 驱动有两种与设备文件交互的方式：直接写入字符串数据和I/O控制命令。直接向设备文件写入数据可以使用命令行方式来完成，也可以通过 write 函数来完成。但 I/0 控制命令只能通过ioctl函数发出。

（8）.LED驱动的移植

Android 系统能否正常运行，在很大程度上取决于Android 能否识别当前设备的硬件，识别这些设备的工作主要由 Linux 驱动完成。而 Linux 驱动必须要在当前使用的Linux内核下编译才可以安装在当前的Linux或Android系统中。

移植Linux驱动有一条非常重要就是在修改Linux驱动的源代码时应尽量不修改Linux驱动的接口。否则就意味着驱动的接口变化了，这样所有调用Linux驱动的程序都需要进行修改。