和手机一样，开发板中也带有调整背光亮度的功能。
调整背光亮度依赖于PWM，它通过调节脉冲宽度来控制背光亮度，此方式需要使用PWM驱动。本章将对其进行讲解。
一、用户空间调整背光亮度
一般应用程序可以通过/sys/class/目录下的节点间接调整各个外设的参数。如下图，可通过命令行来控制背光亮度。设备节点不同开发板的目录不一定相同，读者需自行测试。
如果读者确定自己的开发板有PWM控制背光的功能，但是在LCD、背光和PWM等相关目录没有找到调整亮度操作，可能的原因有PWM没有被编译进内核。
我们可以在配置中执行搜索操作，如：
$ make menuconfig 进入内核配置页面
按 / 键搜索，确认背光PWM是否被编译进内核。
如下图，我的背光PWM被编译进内核中了。需要注意，不同内核可能选项位置不同。
二、PWM子系统
在Linux3.5版本中并没有引入PWM子系统，而是使用总线设备驱动模型。我在此以Linux-4.4为例谈论PWM子系统。
PWM也分为设备属性和行为。属性使用struct pwm_device表示，行为使用struct pwm_ops表示，两结构体定义如下：
struct pwm_device {
const char *label;
unsigned long flags;
unsigned int hwpwm;
unsigned int pwm;
struct pwm_chip *chip;
void *chip_data;
struct mutex lock;
unsigned int period; /* PWM周期 */
unsigned int duty_cycle; /* 占空比 */
enum pwm_polarity polarity; /* 极性反转 */
};
enum pwm_polarity {
PWM_POLARITY_NORMAL,
PWM_POLARITY_INVERSED,
};
struct pwm_ops {
int (*request)(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm);
void (*free)(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm);
int (*config)(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm,
int duty_ns, int period_ns);
int (*set_polarity)(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm,
enum pwm_polarity polarity);
int (*enable)(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm);
void (*disable)(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm);
#ifdef CONFIG_DEBUG_FS
void (*dbg_show)(struct pwm_chip *chip, struct seq_file *s);
#endif
struct module *owner;
};
pwm_ops的上层函数有：
/* 下列函数与pwm_ops位置一一对应 */ struct pwm_device *pwm_request(int pwm, const char *label); void pwm_free(struct pwm_device *pwm); int pwm_config(struct pwm_device *pwm, int duty_ns, int period_ns); int pwm_set_polarity(struct pwm_device *pwm, enum pwm_polarity polarity); int pwm_enable(struct pwm_device *pwm); void pwm_disable(struct pwm_device *pwm);
PWM虽然分层和LCD一致，但这两个结构体并不像LCD中可以互相访问。如LCD中fb_info定义有：
struct fb_info {
...
struct fb_ops *fbops; /* 可通过fb_info访问fb操作函数 */
...
};
既然struct pwm_device和struct pwm_ops不能互相访问，那么一定会有其他结构体连接两者。它就是struct pwm_chip：
struct pwm_chip {
struct device *dev;
struct list_head list;
const struct pwm_ops *ops; /* PWM操作函数 */
int base;
unsigned int npwm; /* 这个chip中的PWM个数 */
struct pwm_device *pwms; /* PWM属性 */
struct pwm_device * (*of_xlate)(struct pwm_chip *pc,
const struct of_phandle_args *args);
unsigned int of_pwm_n_cells;
bool can_sleep;
};
如果我们需要注册或注销PWM，使用的结构体应该也是struct pwm_chip。也就是PWM以chip注册。
注册函数pwmchip_add()实现如下：
1 /* chip的属性 */
2 static struct attribute *pwm_chip_attrs[] = {
3 &dev_attr_export.attr, /* 注册pwm，创建设备节点 */
4 &dev_attr_unexport.attr, /* 注销pwm，销毁设备节点 */
5 &dev_attr_npwm.attr, /* 当前chip中pwm个数 */
6 NULL,
7 };
8
9 int pwmchip_add(struct pwm_chip *chip)
10 {
11 return pwmchip_add_with_polarity(chip, PWM_POLARITY_NORMAL);
12 }
13 EXPORT_SYMBOL_GPL(pwmchip_add);
14
15 int pwmchip_add_with_polarity(struct pwm_chip *chip, enum pwm_polarity polarity)
16 {
17 struct pwm_device *pwm;
18 unsigned int i;
19 int ret;
20 ...
21 /* pwm子系统和input子系统类似，按顺序填充的，但pwm子系统没有设备号 */
22 ret = alloc_pwms(chip->base, chip->npwm);
23 ...
24 /* 申请空间 */
25 chip->pwms = kzalloc(chip->npwm * sizeof(*pwm), GFP_KERNEL);
26 ...
27 chip->base = ret;
28 /* 设置pwm_device */
29 for (i = 0; i < chip->npwm; i++) {
30 pwm = &chip->pwms[i];
31 pwm->chip = chip;
32 pwm->pwm = chip->base + i;
33 pwm->hwpwm = i;
34 pwm->polarity = polarity;
35 ...
36 }
37 ...
38 /* 创建pwmchip%d设备 */
39 pwmchip_sysfs_export(chip);
40 ...
41 }
42
43 void pwmchip_sysfs_export(struct pwm_chip *chip)
44 {
45 ...
46 parent = device_create(&pwm_class, chip->dev, MKDEV(0, 0), chip, "pwmchip%d", chip->base);
47 ...
48 }
注销函数pwmchip_remove()实现如下：
1 int pwmchip_remove(struct pwm_chip *chip)
2 {
3 unsigned int i;
4 int ret = 0;
5 /* 此函数会卸载此chip下的所有PWM */
6 pwmchip_sysfs_unexport_children(chip);
7 ...
8 free_pwms(chip);
9 /* 注销设备 */
10 pwmchip_sysfs_unexport(chip);
11 ...
12 }
13 EXPORT_SYMBOL_GPL(pwmchip_remove);
14
15 void pwmchip_sysfs_unexport(struct pwm_chip *chip)
16 {
17 struct device *parent;
18
19 parent = class_find_device(&pwm_class, NULL, chip,
20 pwmchip_sysfs_match);
21 if (parent) {
22 /* for class_find_device() */
23 put_device(parent);
24 device_unregister(parent);
25 }
26 }
在注册和注销pwmchip函数中，只是创建和删除和设备节点。但是在此之前，它并没有创建类，而是使用了类pwm_class。分析可知PWM子系统在初始化过程中一定创建了类pwm_class。
1 static struct class pwm_class = {
2 .name = "pwm", /* 类名为pwm */
3 .owner = THIS_MODULE,
4 .dev_groups = pwm_chip_groups, /* 存放所有chip */
5 };
6
7 static int __init pwm_sysfs_init(void)
8 {
9 return class_register(&pwm_class);
10 }
现在，我们来整理一下整体框架。
二、三星平台驱动分析
1. platform_device
1 static struct resource samsung_pwm_resource[] = {
2 DEFINE_RES_MEM(SAMSUNG_PA_TIMER, SZ_4K),
3 };
4
5 struct platform_device samsung_device_pwm = {
6 .name = "samsung-pwm",
7 .id = -1,
8 .num_resources = ARRAY_SIZE(samsung_pwm_resource),
9 .resource = samsung_pwm_resource,
10 };
2. platform_driver
1 static struct platform_driver pwm_samsung_driver = {
2 .driver = {
3 .name = "samsung-pwm",
4 .pm = &pwm_samsung_pm_ops,
5 .of_match_table = of_match_ptr(samsung_pwm_matches),
6 },
7 .probe = pwm_samsung_probe,
8 .remove = pwm_samsung_remove,
9 };
10 module_platform_driver(pwm_samsung_driver);
我们来分析probe()函数，它设置并注册了pwmchip：
1 struct samsung_pwm_chip {
2 struct pwm_chip chip; /* pwm_chip */
3 struct samsung_pwm_variant variant;
4 u8 inverter_mask;
5
6 void __iomem *base;
7 struct clk *base_clk;
8 struct clk *tclk0;
9 struct clk *tclk1;
10 };
11
12 static int pwm_samsung_probe(struct platform_device *pdev)
13 {
14 struct device *dev = &pdev->dev;
15 struct samsung_pwm_chip *chip;
16 struct resource *res;
17 unsigned int chan;
18 int ret;
19
20 /* 分配内存 */
21 chip = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
22 /* 设置chip */
23 chip->chip.dev = &pdev->dev;
24 chip->chip.ops = &pwm_samsung_ops;
25 chip->chip.base = -1;
26 chip->chip.npwm = SAMSUNG_PWM_NUM;
27 chip->inverter_mask = BIT(SAMSUNG_PWM_NUM) - 1;
28 ...
29 memcpy(&chip->variant, pdev->dev.platform_data, sizeof(chip->variant));
30
31 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
32 chip->base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);
33 ...
34 chip->base_clk = devm_clk_get(&pdev->dev, "timers");
35 ...
36 ret = clk_prepare_enable(chip->base_clk);
37 ...
38 for (chan = 0; chan < SAMSUNG_PWM_NUM; ++chan)
39 if (chip->variant.output_mask & BIT(chan))
40 pwm_samsung_set_invert(chip, chan, true);
41
42 /* Following clocks are optional. */
43 chip->tclk0 = devm_clk_get(&pdev->dev, "pwm-tclk0");
44 chip->tclk1 = devm_clk_get(&pdev->dev, "pwm-tclk1");
45
46 platform_set_drvdata(pdev, chip);
47 /* 注册pwm */
48 ret = pwmchip_add(&chip->chip);
49 ...
50 return 0;
51 }
remove()应该注销pwmchip：
1 static int pwm_samsung_remove(struct platform_device *pdev)
2 {
3 struct samsung_pwm_chip *chip = platform_get_drvdata(pdev);
4 int ret;
5
6 ret = pwmchip_remove(&chip->chip);
7 if (ret < 0)
8 return ret;
9
10 clk_disable_unprepare(chip->base_clk);
11
12 return 0;
13 }
关于三星平台的struct pwm_ops pwm_samsung_ops在此不做分析，这些函数只是对寄存器进行读写操作。
最后总结一下：
1. PWM是通过注册chip来注册一个芯片中所有的PWM的
2. 对于具体的PWM，可以使用sysfs中的attributre属性来分辨
3. 注册完成某个PWM后，它的周期、占空比、极性和使能可以在sysfs中更改
4. 在sysfs中修改降低了驱动程序修改的次数
pwmchip在/sys/class/目录下生成，我们可以执行以下命令查看和修改pwmchip0的占空比：
# cd /sys/class/pwm/
# ls
# cd ./pwmchip0
# ls
# cd ./pwm0
# ls
# ls duty_cycle
# echo 50 > duty_cycle
# ls duty_cycle