Linux 內核層和用戶層配置 GPIO 引腳

時間 2019-11-17

標籤 linux 內核用戶配置 gpio 欄目 Linux 简体版

原文原文鏈接

　　Linux BSP 開發的基礎就是和GPIO打交道，下面總結下這幾天對某家開發板的GPIO控制的知識。node

　　公司的開發板用的是 DTB 模式，首先，進入 dts，dtsi文件查看關於GPIO 的模塊。linux

soc {
                .
                .
                .
        gpio0: gpio@****addr {
            compatible = "**********";
            reg = <0 0x****addr 0 0x50>;
            interrupts = <SPI 4 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
            #gpio-cells = <2>;
            gpio-controller;
            gpio-ranges = <&pfc 0 0 16>;
            #interrupt-cells = <2>;
            interrupt-controller;
            clocks = <&cpg CPG_MOD 912>;
            power-domains = <*****>;
        };
               .
               .
               .

};

　　能夠看到 GPIO 節點掛在 SOC node 下，手上這塊開發板把GPIO分紅了8個 bank : gpio0 - gpio7ios

　　 reg =<0 地址 0 長度> bash

#gpio-cells =<2> 表示要用2個cell描述一個 GPIO引腳 dom

　　　　如 I2C中定義： pwd-gpios = <&gpio6 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;this

　　　　表示 bank 6 的gpio 用 2個cell 描述：7，GPIO_ACTIVE_HIGH （7表示bank 6 下的第七個引腳通常是 GP 6_07表示；GPIO_ACTIVE_HIGH則爲高電平有效） spa

　　gpio-controller; interrupt-controller; 表示 bank 0 下的引腳既能夠做爲中斷引腳，也能夠做爲通用的GPIO引腳 code

gpio-ranges = <&pfc 0 0 16>; 表示 bank 0下有16個 GPIO引腳 orm

　　GPIO 使用 pinctrl 方式來驅動，pin control subsystem 會：對象

　　　　1. 枚舉全部可用的pin 腳 ,因而每一個引腳就有的惟一的 ID （num），這個ID 很關鍵，對於之後的操做。

enum {
    PINMUX_RESERVED = 0,

    PINMUX_DATA_BEGIN,
    GP_ALL(DATA), /* add GP_0_1_DATA  ,GP_0_1_DATA..... */
    PINMUX_DATA_END,

#define F_(x, y)

.....
}

　　　　2.管理這些Pin腳的，因爲pin 能夠複用好比 SPI 和GPIO 複用一個pin腳如： GP2_08 / MISO，因而引伸出 pin group 和 pin functon 兩個概念：

    i2c2_pins: i2c2 {
        groups = "i2c2_a";
        function = "i2c2";
    };

　　　　在dts 中如上所示，其中 i2c2_a 在 pinctl 源碼中以下所示，i2c的兩根引腳使用 GP5_0 ,GP5_4.

static const unsigned int i2c2_a_pins[] = {
    /* SDA, SCL */
    GP_PIN(5, 0),GP_PIN(5, 4),
};

　　　　function 以下：

struct sh_pfc_function {
    const char *name;
    const char * const *groups;
    unsigned int nr_groups;
};
#define SH_PFC_FUNCTION(n = i2c2)                \
    {                        \
        .name = #n,                \
        .groups = n##_groups,            \
        .nr_groups = ARRAY_SIZE(n##_groups),    \
    }

好了，基本概念就先寫這麼多。

內核層配置 GPIO

在寫內核驅動的時候若是但願配置某個GPIO引腳，能夠在dts中添加： pwd-gpios = <&gpio0 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

在 driver 代碼中 , 須要包含 #include <linux/gpio.h>使用 :

　　　　gpio_id = of_get_named_gpio(your_driver->dev->of_node,"pwd-gpios", 0);

獲取 GP0_07的 ID號，而後申請一個GPIO 操做對象。

　　　　if (gpio_is_valid(gpio_id)) //判斷一個IO是否合法

　　　　　　devm_gpio_request_one(&platform_device->dev, gpio_id,GPIOF_OUT_INIT_LOW, name);

設置GPIO的方向，若是是輸出同時設置電平：
　　　　/* set as input or output, returning 0 or negative errno */
　　　　int gpio_direction_input(unsigned gpio);
　　　　int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);

獲取輸入引腳的電平：
　　　　/* GPIO INPUT: return zero or nonzero */
　　　　int gpio_get_value(unsigned gpio);

設置輸出：
　　　　void gpio_set_value(unsigned gpio, int value);

釋放申請的GPIO對象　

　　 void gpio_free(unsigned gpio);

將GPIO映射爲IRQ中斷：
　　　　/* map GPIO numbers to IRQ numbers */
　　　　int gpio_to_irq(unsigned gpio);

　　　　/* map IRQ numbers to GPIO numbers (avoid using this) */
　　　　int irq_to_gpio(unsigned irq);

設置GPIO IRQ中斷類型：

　　　　set_irq_type(gpio_to_irq( gpio), IRQ_TYPE_EDGE_FALLING);

用戶層配置 GPIO

須要確認內核 menuconfig 中 Device Drivers -》 GPIO Support 設 y .

在 /sys/class/gpio 目錄下以下所示：

root@salvator-x:/sys/class/gpio# ls
export         gpiochip361  gpiochip419  gpiochip453  gpiochip496
gpiochip357  gpiochip393  gpiochip437  gpiochip468  unexport

gpiochip 後面的數字是每一個bank 的基地址也就是 GP0 對應 gpiochip468

那麼 GP0_07 的 ID 就是 468 + 7 ；（可能不一樣的內核版本，或者開發板不同）經過：

root@salvator-x:/sys/class/gpio# echo 475 > export

會對應生成 gpio475 目錄

root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# ls
active_low  device  direction  edge  power  subsystem  uevent  value

經過

root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo 1 >value 
root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo 0 >value
root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo "in" > direction 
root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo "out" > direction