LED子系统

一、设备树编写

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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：

    #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：

二、LED子系统

2.1、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。

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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）
• 其他模式如oneshot/backlight等：用于特定功能

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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）

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::: 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。 :::

2.2、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：

2.2.1、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

1. 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）

1. 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）

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2.2.2、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：

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

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2.2.3、设备驱动与触发器实现

1. 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。

2. 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。

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三、驱动代码

3.1、平台设备驱动的注册

• 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：

继续展开module_driver()宏：

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。

3.2、平台设备驱动的probe

create_gpio_led

-- devm_of_led_classdev_register

drivers/leds/led-class.c

led_update_brightness

led_init_core

led-core.c

四、数据结构

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

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：

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