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设计说明

2 Dec 2024
Read time: 5 minute(s)

源代码位于:

  • drivers/pwm/pwm-artinchip.c

  • drivers/pwm/epwm-artinchip.c

EPWM 驱动设计与 PWM 驱动相同,下面仅以 PWM 驱动设计作说明。

模块架构

Linux 提供了一个 PWM 子系统,使得在用户空间可以通过 sysfs 节点来控制 Backlight 背光。 整个软件框架如下图:


sw_system18

1. Linux PWM 子系统和 Backlight 子系统的软件关系

上图可以看到 PWM 子系统中有两个概念:

  1. PWM Chip

    和硬件的 PWM 控制器一一对应,内核中维护了一个 chip 的链表。

  2. PWM Device

    和硬件的多路 PWM 通道一一对应,一个 chip 可以包含多个 device。

关键流程设计

  • 初始化流程

    PWM 驱动的初始化过程见 aic_pwm_probe()函数,除了普通 platform 设备的处理过程(申请 regs 资源、clk、reset)外,需要调用 PWM 子系统的接口 pwmchip_add()来注册一个 PWM 控制器。

    int pwmchip_add(struct pwm_chip *chip);

    其中参数 chip 中关键信息有:通道数目、PWM 控制器的 ops 等,aic_pwm_ops 定义如下:

    static const struct pwm_ops aic_pwm_ops = {
        .free = aic_pwm_free,
        .get_state = aic_pwm_get_state,
        .config = aic_pwm_config,
        .set_polarity = aic_pwm_set_polarity,
        .enable = aic_pwm_enable,
        .disable = aic_pwm_disable,
        .owner = THIS_MODULE,
    };
  • 背光设备的初始化流程

    在 中,我们打开了一个背光设备“Generic PWM based Backlight Driver”,这个设备对应的驱动代码见 drivers/video/backlight/pwm_bl.c,在其中的 probe()函数中会调用 devm_pwm_get()来获取对应的 pwm 设备。

    pwm_bl.c, pwm_backlight_probe()
        -> pwm/core.c, devm_pwm_get()
            -> aic_pwm_get_state()
        -> pwm/core.c, pwm_apply_state()
            -> aic_pwm_config()
            -> aic_pwm_set_polarity()
  • 中断处理流程

    PWM 的中断处理函数暂时为空,还不确定有哪些异常需要处理。

数据结构设计

  • struct aic_pwm_arg:记录每一个 PWM 通道的配置信息
    struct aic_pwm_arg {
        bool available;
        enum aic_pwm_mode mode;
        u32 tb_clk_rate;
        u32 freq;
        u32 db_red; /* Rising edge delay count of Dead-band */
        u32 db_fed; /* Failing edge delay count of Dead-band */
        struct aic_pwm_action action0;
        struct aic_pwm_action action1;
        u32 period;
        bool def_level;
        enum pwm_polarity polarity;
    };
  • struct aic_pwm_chip
    struct aic_pwm_chip {
        struct pwm_chip chip;
        struct attribute_group attrs;
        struct aic_pwm_arg args[AIC_PWM_CH_NUM];
        unsigned long pll_rate;
        unsigned long clk_rate;
        void __iomem *regs;
        struct clk *clk;
        struct reset_control *rst;
        u32 irq;
    };
  • struct aic_pwm_action:属于 HAL 层接口,记录一组 Action 的配置信息
    struct aic_pwm_action {
        enum aic_pwm_action_type CBD;
        enum aic_pwm_action_type CBU;
        enum aic_pwm_action_type CAD;
        enum aic_pwm_action_type CAU;
        enum aic_pwm_action_type PRD;
        enum aic_pwm_action_type ZRO;
    };

接口设计

以下接口是 Linux PWM 子系统需要的标准接口。

1. aic_pwm_enable
函数原型 static int aic_pwm_enable(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm)
功能说明 使能一个 pwm 通道(device)
参数定义 chip - 指向 chip 的指针 pwm - 指向 device 的指针
返回值 0,成功。 < 0,失败
注意事项 -
2. aic_pwm_disable
函数原型 static void aic_pwm_disable(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm)
功能说明 关闭一个 pwm 通道(device)
参数定义 chip - 指向 chip 的指针 pwm - 指向 device 的指针
返回值 -
注意事项 -
3. aic_pwm_free
函数原型 static void aic_pwm_free(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm)
功能说明 释放一个 pwm 通道(device),实际上是设置其 period 为 0(无效)
参数定义 chip - 指向 chip 的指针 pwm - 指向 device 的指针
返回值
注意事项 需要先调用 aic_pwm_disable(),再调用此接口
4. aic_pwm_get_state
函数原型 static void aic_pwm_get_state(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm,struct pwm_state *state)
功能说明 获取当前 PWM 控制器的配置信息。当使能 logo 功能时,U-Boot 中已经初始化过 PWM,所以 Linux 中需要从 PWM 控制器中同步一下当前状态
参数定义 chip - 指向 chip 的指针 pwm - 指向 device 的指针 state - 指向 state 的指针,用于返回当前 PWM 的状态信息
返回值
注意事项 -
5. aic_pwm_config
函数原型 static int aic_pwm_config(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm,int duty_ns, int period_ns)
功能说明 配置一个 pwm 通道(device)的占空比
参数定义 chip - 指向 chip 的指针 pwm - 指向 device 的指针 duty_ns - 一个 PWM 周期内的负载时长 period_ns - 一个 PWM 周期
返回值 0,成功。< 0,失败
注意事项 -
6. aic_pwm_set_polarity
函数原型 static int aic_pwm_set_polarity(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm,enum pwm_polarity polarity)
功能说明 配置一个 pwm 通道(device)的极性(是否需要翻转)
参数定义 chip - 指向 chip 的指针 pwm - 指向 device 的指针 polarity - 指定的极性
返回值 0,成功。< 0,失败
注意事项 -