韦东山嵌入式linux系列-LED 驱动程序框架

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1 回顾字符设备驱动程序框架

图中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。

那么该如何编写驱动程序？

① 确定主设备号，也可以让内核分配；
② 定义自己的 file_operations 结构体，这是核心；
③ 实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数，填入 file_operations 结构体；
④ 把 file_operations 结构体告诉内核：通过 register_chrdev 函数；
⑤ 谁来注册驱动程序？需要一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数；
⑥ 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序是，出口函数调用unregister_chrdev;
⑦ 其它完善：提供设备信息，自动创建设备节点： class_create,device_create;

应用程序调用open等函数最简单的方法是驱动层也提供对应的drv_open，应用程序调用read，驱动层也提供对应的drv_read等等。需要写出驱动层的函数，为了便于管理，将这些函数放到file_operations结构体中，即第一步定义对应的file_operations结构体，并实现对应的open等程序（第一步）；实现完成之后，将file_operations结构体通过register_chrdev注册到内核（第二步）；然后通过入口函数调用注册函数（chrdev），安装驱动程序的时候，内核会调用入口函数，完成file_operations结构体的注册（第三步）；有入口函数就有出口函数（第四步）。对于字符设备驱动程序而言，file_operations结构体是核心，每一个驱动程序都对应file_operations结构体，内核中有众多file_operations结构体，怎么才能找到对应的结构体呢？

应用程序要访问驱动程序，需要打开一个设备结点，里面有主设备号，根据设备结点的主设备号在内核中找到对应的file_operations结构体。注册结构体时足以提供主设备号，可以让内核分配；最后就是完善信息，创建类，创建设备。

2 对于 LED 驱动，我们想要什么样的接口

在open函数中配置LED的引脚为输出，在write函数中确定LED和引脚电平。

3 LED 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

struct led_operations {
    int (*init) (int which);                // 初始化LED，which是哪一个LED
    int (*ctl) (int which, int status);     // 控制LED，which-哪一个LED，status-1亮，0灭
}

有初始化函数、有控制函数，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

4 写代码

驱动程序分为上下两层： led_drv.c、 board_demo.c。

led_drv.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。

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_OPERATIONS_H
#define LED_OPERATIONS_H

struct led_operations {
    int (*init)