### Linux PWM驱动编写详解
PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）是一种用于数字信号输出模拟信号的技术，在嵌入式系统中非常常见，主要用于控制电机速度、LED亮度等场景。本文将深入探讨Linux PWM驱动的编写过程，帮助读者理解如何在Linux内核中实现PWM功能。
#### 一、PWM基础概念
PWM通过改变高电平持续的时间来模拟不同的电压等级，从而达到控制外部设备的目的。例如，当PWM信号为100%占空比时，输出为全电压；而当PWM信号为0%占空比时，则无电压输出。通过这种方式，可以实现对电机速度或LED亮度的平滑调节。
#### 二、Linux PWM驱动框架
Linux内核提供了一套完善的PWM框架，方便开发者编写各种不同硬件平台上的PWM驱动程序。该框架主要包括以下几个关键组件：
1. **`drivers/pwm` 目录**：存放所有与PWM相关的驱动代码。
2. **`drivers/pwm/Kconfig` 文件**：定义了编译选项，允许用户在编译内核时选择支持哪些具体的PWM驱动。
- **`CONFIG_PWM_SAMSUNG`**：表示是否启用三星（Samsung）系列处理器的PWM支持。
3. **Makefile配置**：确定哪些模块将被编译并包含到内核中。
- `obj-$(CONFIG_PWM)+=core.o`：表示如果启用了PWM支持，则会编译`core.o`。
- `obj-$(CONFIG_PWM_SAMSUNG)+=pwm-samsung.o`：表示如果启用了三星PWM支持，则会编译`pwm-samsung.o`。
4. **`pwm-samsung.c` 文件**：包含针对三星系列处理器的PWM驱动代码。
- **平台驱动结构体**：
```c
static struct platform_driver pwm_samsung_driver = {
.driver = {
.name = "samsung-pwm",
.pm = &pwm_samsung_pm_ops,
.of_match_table = of_match_ptr(samsung_pwm_matches),
},
.probe = pwm_samsung_probe,
.remove = pwm_samsung_remove,
};
module_platform_driver(pwm_samsung_driver);
```
- **函数注册**：通过`pwmchip_add()`函数向内核注册PWM芯片。
- **操作接口**：定义了一系列PWM操作接口，如请求、释放、使能、禁用等。
```c
static const struct pwm_ops pwm_samsung_ops = {
.request = pwm_samsung_request,
.free = pwm_samsung_free,
.enable = pwm_samsung_enable,
.disable = pwm_samsung_disable,
.config = pwm_samsung_config,
.set_polarity = pwm_samsung_set_polarity,
.owner = THIS_MODULE,
};
```
5. **设备树匹配表**：使用设备树来匹配特定的硬件平台。
```c
static const struct of_device_id samsung_pwm_matches[] = {
{.compatible = "samsung,s3c2410-pwm", .data = &s3c24xx_variant},
{.compatible = "samsung,s3c6400-pwm", .data = &s3c64xx_variant},
{.compatible = "samsung,s5p6440-pwm", .data = &s5p64x0_variant},
{.compatible = "samsung,s5pc100-pwm", .data = &s5pc100_variant},
{.compatible = "samsung,exynos4210-pwm", .data = &s5p64x0_variant},
{},
};
```
- 上述匹配表中包含了多个三星处理器型号，例如`s3c2410`、`s3c6400`、`s5p6440`等。
6. **设备树解析函数**：通过解析设备树节点来初始化PWM驱动。
```c
static int pwm_samsung_parse_dt(struct samsung_pwm_chip *chip) {
struct device_node *np = chip->chip.dev->of_node;
const struct of_device_id *match;
struct property *prop;
const __be32 *cur;
u32 val;
match = of_match_node(samsung_pwm_matches, np);
if (!match)
return -ENODEV;
memcpy(&chip->variant, match->data, sizeof(struct samsung_pwm_variant));
...
}
```
#### 三、PWM驱动实现流程
1. **加载驱动**：通过Makefile配置选项，确保相应的PWM驱动被编译进内核。
2. **初始化PWM芯片**：在平台驱动的`probe`函数中，通过`pwmchip_add()`函数向内核注册PWM芯片。
3. **注册操作接口**：定义一系列PWM操作接口，如请求、释放、使能、禁用等，并通过`pwm_samsung_ops`结构体注册。
4. **设备树匹配**：使用设备树匹配表来识别特定的硬件平台，并调用对应的初始化代码。
5. **设备树解析**：通过解析设备树节点来获取必要的配置信息，进一步初始化PWM驱动。
通过以上步骤，开发者可以有效地在Linux内核中实现针对特定硬件平台的PWM驱动程序。这些技术细节不仅适用于三星系列处理器，也适用于其他支持Linux PWM框架的硬件平台。
2024-10-18 09:16:40
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