linux驅動（七）gpiolib庫詳解

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1：什麼是gpiolib，爲何要有gpiolib？

linux中從2.6.35之後就開始有gpiolib庫了，gpiolib的做用是對全部的gpio實行統一管理，由於驅動在工做的時候，會出現好幾個驅動共同使用同一個gpio的狀況；

這會形成混亂。因此內核提供了一些方法來管理gpio資源；

2：如何學習gpiolib

第一：gpiolib庫的創建；

第二：gpiolib庫的使用方法：申請、使用、釋放；

3：

　　咱們首先來看一下這個文件：mach-smdkc110.c這個文件：

smdkc110_map_io

　　　　s5pv210_gpiolib_init  這個函數是gpiolib的初始化函數

__init int s5pv210_gpiolib_init(void)
{
    struct s3c_gpio_chip *chip = s5pv210_gpio_4bit;
    int nr_chips = ARRAY_SIZE(s5pv210_gpio_4bit);
    int i = 0;

    for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
        if (chip->config == NULL)
            chip->config = &gpio_cfg;
        if (chip->base == NULL)
            chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);
    }

    samsung_gpiolib_add_4bit_chips(s5pv210_gpio_4bit, nr_chips);

    return 0;
}

gpiolib庫的初始化實質就是對這個結構體數組進行賦值；

下面看一下這個結構體

struct s3c_gpio_chip {
    struct gpio_chip    chip;
    struct s3c_gpio_cfg    *config;
    struct s3c_gpio_pm    *pm;
    void __iomem        *base;
    int            eint_offset;
    spinlock_t         lock;
#ifdef CONFIG_PM
    u32            pm_save[7];
#endif
};

 chpi結構體：爲主要結構體

關鍵幾個元素

label

request　　　　//申請gpio

free　　　　　　//釋放gpio

direction_input　　　　//輸入模式

direction_output　　　　//輸出模式

get　　　　　　　　　　//讀取gpio的值

set　　　　　　　　　　//寫入gpio的值

base　　　　　　　　//gpio基地址 端口地址

ngpio　　　　　　　　//引腳地址

names　　　　　　　　//名字

struct gpio_chip {
    const char        *label;
    struct device        *dev;
    struct module        *owner;

    int            (*request)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);
    void            (*free)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);

    int            (*direction_input)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);
    int            (*get)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);
    int            (*direction_output)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset, int value);
    int            (*set_debounce)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset, unsigned debounce);

    void            (*set)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset, int value);

    int            (*to_irq)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);

    void            (*dbg_show)(struct seq_file *s,
                        struct gpio_chip *chip);
    int            base;
    u16            ngpio;
    const char        *const *names;
    unsigned        can_sleep:1;
    unsigned        exported:1;
};

 

內核中創建了

static struct s3c_gpio_chip s5pv210_gpio_4bit[] 這個數組，將全部的gpio的.chip結構體中的一些元素初始化

　這個數組的全部元素是與數據手冊中的全部gpio是一一對應的；

 

 咱們首先來分析一下.chip->base中的值 經過一下幾個宏定義咱們能夠知道gpa0中 chip->.chip->base中的值爲 0 gpa1中chip->.chip->base中的值爲9 這個數字數對應端口的io口的號碼；

#define S5PV210_GPA0(_nr) (S5PV210_GPIO_A0_START + (_nr))
#define S5PV210_GPA1(_nr) (S5PV210_GPIO_A1_START + (_nr)) 

S5PV210_GPIO_A0_START = 0,
S5PV210_GPIO_A1_START = S5PV210_GPIO_NEXT(S5PV210_GPIO_A0),

#define S5PV210_GPIO_NEXT(__gpio) \
((__gpio##_START) + (__gpio##_NR) + CONFIG_S3C_GPIO_SPACE + 1) 

#define S5PV210_GPIO_A0_NR (8)
#define S5PV210_GPIO_A1_NR (4)
#define S5PV210_GPIO_B_NR (8)
#define S5PV210_GPIO_C0_NR (5)

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 接下來是對

chip->config = &gpio_cfg;

chip->config結構體賦值；

而後是對chip->base 賦值

chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);

 #define S5PV210_BANK_BASE(bank_nr) (S5P_VA_GPIO + ((bank_nr) * 0x20)

 能夠看出chip->base是把gpio的虛擬地址賦值給chip->base，每一個gpio的地址差0x20；

 下面看一下

samsung_gpiolib_add_4bit_chips(s5pv210_gpio_4bit, nr_chips); 這個函數

void __init samsung_gpiolib_add_4bit_chips(struct s3c_gpio_chip *chip,
                       int nr_chips)
{
    for (; nr_chips > 0; nr_chips--, chip++) {
        samsung_gpiolib_add_4bit(chip);
        s3c_gpiolib_add(chip);
    }
}

這個函數中調用了兩個函數

samsung_gpiolib_add_4bit_chips

　　　　samsung_gpiolib_add_4bit

　　　　s3c_gpiolib_add

void __init samsung_gpiolib_add_4bit(struct s3c_gpio_chip *chip)
{
    chip->chip.direction_input = samsung_gpiolib_4bit_input;
    chip->chip.direction_output = samsung_gpiolib_4bit_output;
    chip->pm = __gpio_pm(&s3c_gpio_pm_4bit);
}

這個函數的做用是對每一個chip->chip的direction_input direction_output兩個函數賦值

下面看一下s3c_gpiolib_add函數都作了什麼：

    if (!gc->direction_input)
        gc->direction_input = s3c_gpiolib_input;
    if (!gc->direction_output)
        gc->direction_output = s3c_gpiolib_output;
    if (!gc->set)
        gc->set = s3c_gpiolib_set;
    if (!gc->get)
        gc->get = s3c_gpiolib_get;

繼續對chip->中的元素進行賦值，set get賦值，

ret = gpiochip_add(gc);

最後註冊這些gpio_chip結構體；

註冊的實質是：在linux內核中有一個gpio_desc結構體數組，註冊就是把咱們封裝的gpio的全部信息的結構體放到數組的格子中；

static struct gpio_desc gpio_desc[ARCH_NR_GPIOS];　　　

gpiolib庫是linux內核工程師以及三星芯片廠商工程師共同完成的，內核工程師提供搭建好底層框架，三星工程師

把本身開發板的gpio初始化並註冊到內核提供的數組中去；

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上面講了gpiolib庫的構建，構建的實質是把全部的gpio結構體進行初始化，而且放到內核中gpio_desc這個結構體數組中；

下面看一下咱們在開發驅動的時候如何使用gpiolib庫

首先要了解一下linux內核工程師給咱們開發的接口：
文件：/drivers/gpio/gpiolib.c文件中提供全部的接口

1：gpio_request：向內核申請gpio

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

2：gpio_free對應gpio_request，是使用完gpio之後把gpio釋放掉

void gpio_free(unsigned gpio)

3：gpiochip_add：向內核註冊gpio

int gpiochip_add(struct gpio_chip *chip)

4：gpio_request_one  申請gpio

int gpio_request_one(unsigned gpio, unsigned long flags, const char *label)

5：gpio_request_one申請gpio

int gpio_request_one(unsigned gpio, unsigned long flags, const char *label)

6：gpiochip_is_requested：用來看gpio是否已經使用

const char *gpiochip_is_requested(struct gpio_chip *chip, unsigned offset)

7：gpio_direction_input ：設置gpio輸入

int gpio_direction_input(unsigned gpio)

8：gpio_direction_output：gpio輸出

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

9：__gpio_get_value ：獲取寄存器的值    這裏注意因爲前面加了__是內核用的函數因此咱們不能用這個函數

在/arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio.h中定義瞭如下宏；因此咱們使用的時候直接包含這個頭文件使用gpio_get_value 函數便可

#define gpio_get_value __gpio_get_value
#define gpio_set_value __gpio_set_value
#define gpio_cansleep __gpio_cansleep
#define gpio_to_irq __gpio_to_irq

int __gpio_get_value(unsigned gpio)

10：__gpio_get_value ：設置寄存器的值

int __gpio_get_value(unsigned gpio)

http://blog.csdn.net/tongxinv/article/details/54790792

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代碼實戰：