如何使用Linux设备驱动程序点亮LED

本篇文章来学习嵌入式Linux驱动程序开发中的第一步——点亮led。

驱动程序开发的步骤主要分为以下几个部分：

根据原理图确定相关引脚；

查看芯片手册（以我的板子来说就是三星平台EXYNOS4412系列）；

编写驱动程序；

编写用于测试的应用程序；

以上的驱动程序开发过程，不仅仅只是在Linux中，在所有的嵌入式软件开发中，也基本都是遵循这套流程。

特别说明：第一个步骤和第二个步骤我将直接跳过（查看原理图和芯片手册），因为这两者取决于我们的硬件平台，大家可以根据具体的应用进行修改即可。重点放在第三个步骤和第四个步骤，也就是编写驱动程序和测试程序。

下面进行详细的讲解

编写驱动程序

（1）确认led所连接的引脚，led1、led2分别连接的引脚为EXYNOS4_GPD0（0）和EXYNOS4_GPD0（1），此处的EXYNOS4_GPD0（0）是一个宏，该宏是IO引脚的结构描述，两个led定义为一个数组的代码如下：

（2）写使用到的两个gpio申请，且申请成功之后将他们配置为输出模式，同时保持默认高电平，根据原理图可知当低电平时led打开，所以开机led默认关闭，代码如下：

（3）对应上一步，写释放申请的gpio，代码如下：

（4）写led设备与文件操作相关的函数（在本例中主要是open（）函数和ioctl（）函数等），代码如下：

open函数和release函数

ioctl函数

然后将实现的文件操作函数填充到file_operations结构体中，如下：

由于在本例中不使用read（）、write（）和llseek（）等函数，所以可以不用写这些文件操作函数的具体实现。

（5）写模块入口函数和模块出口函数，代码如下：

在模块入口函数中，主要完成注册设备、设备初始化、将设备注册到系统、创建设备节点以及申请gpio并初始化。

模块入口函数——前半部分

模块入口函数——后半部分

在模块出口函数中，主要完成一些释放工作，例如注销设备、注销设备节点、释放gpio等。

模块出口函数

最后修饰入口函数和出口函数，以及模块的许可证声明即可：

编写用于测试的应用程序

代码如下：

实现的效果为：运行测试程序，输入可执行文件名，并输入两个控制参数，第一个参数决定控制哪一个led，第二个参数决定是点亮led还是关闭led，如果输入参数个数不等于3时不能控制点灯。

在文章结束部分作一些总结：

对宏定义EXYNOS4_GPL2（0）的操作实际上就是对4412芯片管脚寄存器的操作；

上层程序员（包括驱动工程师）不用关心物理地址和虚拟地址具体是多少，只需要对一组宏定义操作，就是对4412内部寄存器操作；

关于led管脚的申请、赋值以及配置所使用到的主要函数为： GPIO申请函数和赋值函数gpio_request – gpio_set_value（）、三星平台的GPIO配置函数s3c_gpio_cfgpin（）、GPIO配置输出模式的宏变量S3C_GPIO_OUTPUT。

通过对普通GPIO的操作，大家可以了解到，学习驱动的过程中，很大一部分时间实际上是用于熟悉库函数的使用。其实无论什么驱动都没有想象的那么难，一般性的方法都是先了解和掌握和对应驱动相关的库函数。

最后在掌握驱动库函数的基础上，掌握Linux架构，驱动自然很容易写出来或者很容易就移植成功，希望此篇文章可以帮助读者初步进入嵌入式Linux设备驱动的世界。