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外观

一、设备树编写 ​

节点属性添加参考内核源码 Documentation/devicetree/bindings/leds/leds-gpio.yaml 文件，设备树插件如下所示：

c
    #include <dt-bindings/gpio/gpio.h>
    #include <dt-bindings/leds/common.h>

    leds {
        compatible = "gpio-leds";
        led-0 {
            gpios = <&mcu_pio 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
            linux,default-trigger = "disk-activity";
            function = LED_FUNCTION_DISK;
        };

        led-1 {
            gpios = <&mcu_pio 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
            /* Keep LED on if BIOS detected hardware fault */
            default-state = "keep";
            function = LED_FUNCTION_FAULT;
        };
    };

其中最重要的是 linux,default-trigger 属性，可以配置如下：

image

二、LED 子系统 ​

1、用户态 ​

控制 LED 灯的方法如下：

在用户模式下，可以通过修改设备目录里的文件来控制 LED 灯。每个 LED 对应的目录路径通常是 /sys/class/leds/xxx/，里面主要有以下文件：

① 调整亮度 ​

  • brightness：设置 LED 亮度。输入 0-255 之间的数字，0=完全熄灭，255=最亮。
  • max_brightness：查看最大亮度值。一般显示 255，表示这个 LED 能调到最亮。

② 设置工作模式（触发模式） ​

修改 trigger 文件选择 LED 的运作方式：

  • none：LED 一直熄灭
  • default-on：LED 一直亮着
  • timer：按设定时间闪烁（需配合调整闪烁间隔）
  • heartbeat：模拟心跳节奏闪烁（常用于系统状态提示）
  • cpu0：根据 CPU 使用率变化闪烁（数值越高闪烁越快）
  • mmc0/nand-disk：存储设备工作时闪烁（如 U 盘读写时）
  • oneshot/backlight 等：用于特定功能

③ 定时闪烁设置（仅限 timer 模式） ​

当选择 timer 模式后，通过以下文件调整闪烁节奏：

  • delay_on：设置 LED 亮起的时长（单位：毫秒）
  • delay_off：设置 LED 熄灭的时长（单位：毫秒）

示例：若要让 LED 每秒闪烁一次（1Hz），可设置：

  • delay_on = 500（亮 0.5 秒）
  • delay_off = 500（灭 0.5 秒）

INFO

所有设置立即生效，无需重启。通过组合不同模式和参数，可以实现多种灯光效果。

2、内核驱动 ​

LED 驱动程序主要存放在 Linux 内核的 drivers/leds 目录中，核心功能由三个文件实现：

2.1、核心文件作用 ​

  1. led-core.c 处理 LED 的基本操作，比如设置亮度、闪烁等，并提供这些功能给其他文件使用。关键功能包括：

    • 初始化 LED 系统（led_init_core）
    • 控制 LED 闪烁（设置/停止/单次闪烁）
    • 亮度调节（支持休眠/非休眠场景）
    • 维护所有 LED 的列表和锁机制
    • 支持用户通过 /sys 文件系统开关 LED

  2. led-class.c 管理所有 LED 设备的注册和管理：

    • 注册 LED 设备（支持设备树配置）
    • 注销设备
    • 处理设备休眠/唤醒时的 LED 状态
    • 在 /sys 创建控制接口（如亮度调节、最大亮度显示）

  3. led-triggers.c 管理所有 LED 的触发机制：

    • 注册/注销触发器
    • 支持多种触发方式（如定时、CPU 使用率等）

2.2、可选触发方式（触发器） ​

通过配置可启用以下触发功能，每个触发器对应一个驱动文件：

c
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_TIMER)        += ledtrig-timer.o      //定时触发
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_ONESHOT)      += ledtrig-oneshot.o    //单次触发
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_IDE_DISK)     += ledtrig-ide-disk.o   //硬盘触发
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_HEARTBEAT)    += ledtrig-heartbeat.o  //心跳触发
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_BACKLIGHT)    += ledtrig-backlight.o  //背光设置
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_GPIO)         += ledtrig-gpio.o       //GPIO触发
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_CPU)          += ledtrig-cpu.o        //CPU触发
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_DEFAULT_ON)   += ledtrig-default-on.o //默认开
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_TRANSIENT)    += ledtrig-transient.o
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGER_CAMERA)       += ledtrig-camera.o

2.3、设备驱动与触发器实现 ​

LED 设备驱动（如 GPIO LED） ​

  • 硬件连接：LED 接在 GPIO 引脚上时，无需自己编写驱动。
  • 配置方法：只需在设备树（Device Tree）中添加 LED 的 GPIO 引脚等信息，内核会自动加载已有驱动（如 leds-gpio.c）。
  • 注册流程：驱动通过 probe() 函数读取设备树配置，设置 LED 属性后调用注册函数（如 devm_of_led_classdev_register）完成设备注册。

触发器实现（以定时触发为例） ​

  • 注册过程：触发器模块（如 ledtrig-timer.c）通过 led_trigger_register() 注册自身，需提供激活/停用函数。
  • 用户控制：生成控制文件（如 delay_on/delay_off），允许用户设置闪烁时长。
  • 注销：卸载时通过 led_trigger_unregister() 清理资源。

三、驱动代码 ​

1、平台设备驱动的注册 ​

image

  • 第 1-4 行：of_match_table 表用于驱动和设备匹配，这里将匹配主设备树 leds 节点。
  • 第 5 行：宏 MODULE_DEVICE_TABLE(gtype,name)，在这里该宏会会生成一个符号表，把该设备加入到设备队列中，该方式支持使用平台设备匹配驱动。
  • 第 7-14 行：定义平台驱动结构体，填充 of_match_table 段，设备树的方式匹配驱动。
  • 第 16 行：使用 module_platform_driver 宏注册平台驱动，该 LED 驱动是一个 platform_driver 的对象。

关于 module_platform_driver() 宏，在内核源码 /include/linux/platform_device.h 中有定义：

image

继续展开 module_driver() 宏：

image

可以看到，最终该宏是执行 module_init() 和 module_exit() 进行驱动模块的注册和注销，其中 "" 表示前后两部分粘和起来。

2、平台设备驱动的 probe ​

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image

create_gpio_led

-- devm_of_led_classdev_register

drivers/leds/led-class.c

image

image

led_update_brightness

led_init_core

led-core.c

四、数据结构 ​

image

五、使用方法 ​

重启加载设备树后，驱动已经编译进内核，会在 /sys/class/leds 目录下多个 led_test 目录。进入 led_test 目录。

led-class.c

image

c
brightness      max_brightness  subsystem       uevent
device          power           trigger

可以通过 echo 0 > brightness 来关闭 LED 灯，通过 echo timer > trigger 改变触发模式。同时，cat trigger 可以显示支持的触发模式，以及当前的触发模式：

c
none nand-disk mmc0 cpu0 [heartbeat] timer default-on oneshot backlight gpio