Exynos4412 移植Linux-6.1（九）移植tiny4412_backlight驱动的过程及问题解决

系列文章目录

Exynos4412 移植Linux-6.1（一）下载、配置、编译Linux-6.1
Exynos4412 移植Linux-6.1（二）SD卡驱动——解决无法挂载SD卡的根文件系统
Exynos4412 移植Linux-6.1（三）SD卡驱动——解决mmc0: Timeout waiting for hardware interrupt.
Exynos4412 移植Linux-6.1（四）NandFlash卡驱动
Exynos4412 移植Linux-6.1（五）DM9000网卡驱动
Exynos4412 移植Linux-6.1（六）【已解决】SROMC寄存器的数值不正确的问题
Exynos4412 移植Linux-6.1 (七)挂载Ramdisk文件系统，【已解决】Couldn’t find valid RAM disk image starting at 0
Exynos4412 移植Linux-6.1 (八)LCD驱动，解决error: implicit declaration of function ‘dma_free_writecombine’的问题
Exynos4412 移植Linux-6.1（九）移植tiny4412_backlight驱动的过程及问题解决

Exynos4412 移植Linux-6.1（九）移植tiny4412_backlight驱动的过程及问题解决

系列文章目录
1、背光的工作原理及电路
- （1）什么是背光：
- （2）背光电路
- （3）一线触控
- （4）背光PWM控制信号接口
2、移植背光驱动程序
- （1）修改tiny4412_backlight设备树
- （2）修改backlight驱动
- - 问题1：platform_get_resource无法获取irq资源
  - 问题2：irq指针为NULL
  - 问题3：devm_ioremap_resource不能重复映射res虚拟地址
  - 问题4：rmmod backlight_drv出错
3、测试

LCD的驱动就移植完成了，但是LCD屏幕并没有亮。这有可能是因为没有移植backlight驱动。

1、背光的工作原理及电路

（1）什么是背光：

LCD本身是不发光的，因此要想让其显示所要数据和图像，需要一个外部面光源系统来帮助其显示，即背光源（Backlight）。LCD的白光背光源一般由6~8个直下式或侧入式侧发光白色LED灯组成。背光源的工作原理，就是将灯条等点光源，利用导光板、反射片、扩散膜、增光膜（棱镜片）等组件转换成面光源，为LCD产品提供显示所需的外部光源。（https://blog.csdn.net/m0_66322708/article/details/124241892/）

（2）背光电路

EUP 2584是专为驱动白色LED而设计的一种恒流升压变换器。EN引脚用来控制LED的亮灭。FB引脚接收不同的占空比来驱动LCD的背光的亮度。LX引脚为LED背光源提供电源。
在这里插入图片描述

（3）一线触控

在 Cortex-A9智能终端中，LCD 背光开关是通过Exynos4412的GPX3_2作为EINT10，连接EPU2584的EN端口。GPX3_2输出为高电平“1”时，将打开背光；当输出为低电平“0”时，将关闭背光。
在这里插入图片描述

（4）背光PWM控制信号接口

背光PWM控制是通过Cortex-A9智能终端的GPD0_1 作为TOUT1输出pwm信号给EPU2584的FB端口。在智能终端的背光电路中，通过在10%~90%之间调整PWM占空比，来调整背光电路的输出电流在20.5mA到5.5mA之间变化，从而实现背光灯源亮度的调整。
在这里插入图片描述

2、移植背光驱动程序

与tiny4412的电路是类似的，所以移植tiny4412的背光驱动。比较完整的tiny4412_backlightd 驱动代码如下：https://github.com/hceng/learn/blob/master/tiny4412/01_backlight_drv/backlight_drv.c
但是，在移植该驱动到Linux-6.1的过程中，出现了很多问题。现将问题和解决过程记录下来，以供大家参考。

（1）修改tiny4412_backlight设备树

tiny4412的设备树如下：

/ {
[...]
	backlight_demo@139D0000{
        	compatible = "tiny4412,backlight";
        	reg = <0x139D0000  0x14>;
        	tiny4412,backlight = <&gpx1 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        	pinctrl-names = "backlight_out","backlight_in";
        	pinctrl-0 = <&backlight_out>;
        	pinctrl-1 = <&backlight_in>;
       		interrupts = <0 40 0>;
        	clocks = <&clock CLK_PWM>;
        	clock-names = "timers";
        };
};
[...]
&pinctrl_1 {
        backlight_out: backlight_out{
                samsung,pins = "gpx1-2";
                samsung,pin-function = <1>;
                samsung,pin-pud = <0>;
                samsung,pin-drv = <0>;
        };
         backlight_in: backlight_in{
                samsung,pins = "gpx1-2";
                samsung,pin-function = <0>;
                samsung,pin-pud = <0>;
                samsung,pin-drv = <0>;
        };
};

根据自己开发板的电路引脚，修改如下：

	backlight {
		compatible = "tiny4412,backlight";
		reg = <0x139D0000 0x1000>;
		pinctrl-names = "backlight_in", "backlight_out";
   		pinctrl-0 = <&backlight_in>;
		pinctrl-1 = <&backlight_out>;
		gpios = <&gpx3 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
		clock-names = "timers";
		clocks = <&clock CLK_PWM>;
		interrupts = <GIC_SPI 40 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
		pwms = <&pwm 0 1000000000 0>;
	};
[...]

&pinctrl_1 {
    backlight_out: backlight_out {
      samsung,pins = "gpx3-2";
      samsung,pin-function = <EXYNOS_PIN_FUNC_OUTPUT>;
      samsung,pin-pud = <EXYNOS_PIN_PULL_NONE>;
      samsung,pin-drv = <EXYNOS4_PIN_DRV_LV1>;
	};
    backlight_in: backlight_in {
      samsung,pins = "gpx3-2";
      samsung,pin-function = <EXYNOS_PIN_FUNC_INPUT>;
      samsung,pin-pud = <EXYNOS_PIN_PULL_NONE>;
      samsung,pin-drv = <EXYNOS4_PIN_DRV_LV1>;
    };
};

（2）修改backlight驱动

问题1：platform_get_resource无法获取irq资源

tiny4412_backlight中会用到pwm的中断。我没有看懂onewire的原理。为了移植驱动，需要获取irq资源。
原驱动中是通过如下代码获取irq资源的。但是在Linux-6.1里，irq始终都为NULL。

    irq = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);

    if (irq == NULL)
    {
        printk("platform_get_resource irq error\n");
        return -EINVAL;
    }

然后，我在probe函数中添加for循环，打印resource，发现num_resources是1，也就是只有一个reg资源，而没有irq资源。

	printk("num_resources: = %d", pdev->num_resources);
	int i;
	for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {
		struct resource *r = &pdev->resource[i];
		printk("resource_type: =%ld\n",resource_type(r));

接着，我试着在probe函数中用以下代码查看Exynos4.dtsi中把pwm转换成platform_device之后的resource，仍然只有一个reg资源，而没有irq资源。

    struct device_node *pwd_node = NULL;
    struct platform_device *pdev_pwd;    
    
	pwd_node = of_find_compatible_node(NULL,NULL,"samsung,exynos4210-pwm");
    if(pwd_node == NULL)
    {
        printk("of_find_node_by_name is error\n");
        return -EINVAL;
    }

    pdev_pwd = of_find_device_by_node(pwd_node);
        if(pdev_pwd == NULL)
    {
        printk("of_find_node_by_name is error\n");
        return -EINVAL;
    }

	printk("num_resources: = %d", pdev_pwd->num_resources);
	for (i = 0; i < pdev_pwd->num_resources; i++) {
		struct resource *r = &pdev_pwd->resource[i];
		printk("resource_type: =%ld\n",resource_type(r));

	}

最后，查看of_address_to_resource、of_irq_to_resource等内核代码，想找出没有转换irq资源的原因。但是，逻辑太复杂，没看懂，似乎和父节点还有关系。总之，新版本的内核，对设备树的解析似乎不同以前。
没办法，只能自己通过devic_node来获取irq。在platform_device中有一个成员struct device dev，这个dev中又有一个指针成员struct device_node * of_node。linux的做法就是将这个of_node指针直接指向由设备树转换而来的device_node结构；留给驱动开发者自行处理。
例如，有这么一个struct platform_device* of_test.我们可以直接通过of_test->dev.of_node来访问设备树中的信息。
我的做法是在backlight_probe函数中，添加代码实现以下2个功能。

利用of_irq_get或者irq_of_parse_and_map获取irq号。
这两个函数获取的irq号是一样的。这个irq号不是硬件数据手册中的硬件irq号。
填充irq指针的resource结构体

问题2：irq指针为NULL

这里又出现了另一个问题，就是platform_get_resource无法获取irq资源，导致irq指针始终是NULL。怎样给irq指针赋值呢？我的方法是先获得reg的resource结构体地址res ，然后把res 地址+sizeof(*res)，作为irq的地址。
不知道您是否还有更好的方法，请在评论区留言。我的代码如下：

static int backlight_probe(struct platform_device *pdev)
{
   int ret, irqno;
    dev_t devid;
    dev = &pdev->dev;
    struct device_node *dev_node;

    printk("enter %s\n", __func__);

    dev_node = dev->of_node;
    irqno = of_irq_get(dev_node, 0);
    printk("of_irq_get No: %d\n", irqno);

    irqno = irq_of_parse_and_map(dev_node,0);
    printk("irq_of_parse_and_map No: %d\n", irqno);

    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
    irq = res + sizeof(*res);
    memset(irq, 0, sizeof(*irq));

    irq->start = irq->end = irqno;
 //   irq->flags = IORESOURCE_IRQ;
 //   irq->name = of_node_full_name(dev_node);

问题3：devm_ioremap_resource不能重复映射res虚拟地址

原驱动中是利用timer = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);来映射pwm寄存器的虚拟地址的。但是，由于在arch/arm/boot/dts/exynos4.dtsi中，已经定义了pwm节点。如果它的status = "okay"，在解析设备树的时候，就已经把reg = <0x139D0000 0x1000>;映射了一次。那么，devm_ioremap_resource再次映射该0x139D0000地址时就会报错。

[T90] timer_phyaddr: 139d0000
[T90] tiny4412_backlight 139d0000.backlight: can't request region for resource [mem 0x139d0000-0x139d0fff]
[T90] timer_virtaddr: fffffff0
[T90] 8<--- cut here ---
[T90] Unable to handle kernel paging request at virtual address fffffff0
[T90] [fffffff0] *pgd=6fffd861, *pte=00000000, *ppte=00000000
[T90] Internal error: Oops: 837 [#1] PREEMPT SMP ARM
[T90] Modules linked in: backlight_drv(O+)

同一个物理地址，可以被映射为多个虚拟地址，所以我的解决方法是直接用ioremap。不知道您是否还有更好的方法，请在评论区留言。

    timer = ioremap(res->start, resource_size(res));
    if (timer == NULL)
    {
        printk("devm_ioremap_resource error\n");
        return -EINVAL;
    }

    printk("timer_virtaddr: %x\n", timer);

问题4：rmmod backlight_drv出错

解决了前3个问题之后，就可以交叉编译出backlight_drv.ko。可以在智能终端上正常insmod backlight_drv.ko，但是rmmod backlight_drv会报错。这个问题我还没有解决，如果有小伙伴知道原因之后，在评论区多多指导。
backlight_drv驱动代码资源链接

3、测试

驱动代码资源中有测试程序，可以实现0~127档的亮光调节。
insmod backlight_drv.ko之后，在智能终端中执行如下命令，可以看到backlight的设备号是243。然后，执行mknod /dev/backlight c 243 0创建设备文件。加载了lcd驱动之后，就能显示了。
要注意：

根据自己移植的Linux内核版本来修改Makefile文件。
还需要交叉编译test_backlight.c。

[root@farsight ]# cd /sys/class/onewire_backlight/tiny4412_backlight
[root@farsight tiny4412_backlight]# ls
dev        power      subsystem  uevent
[root@farsight tiny4412_backlight]# cat dev
243:0
[root@farsight 04_backlight_drv]# mknod /dev/backlight c 243 0
[root@farsight 04_backlight_drv]# ./test_backlight
[...]
[  521.416003][   T99] kernel: reg = 126
[  521.416047][   T99] backlight_write
backlight: 126
[  521.472414][   T99] kernel: reg = 127
[  521.472482][   T99] backlight_write
backlight: 127
[  521.525357][   T99] backlight_exit
done!