文章目录
- 1.gpio子系统api
- 2.gpio相关of函数
- 3.gpio子系统驱动分析
- 3.1设备树信息分析
- 3.2驱动程序分析
- 4.最后
1.gpio子系统api
这里的api都是基于gpio的编号去进行操作
1）gpio_request，用于申请一个GPIO管脚
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
gpio：要申请的gpio标号
label：gpio名字
2）gpio_free，用于释放gpio
void gpio_free(unsigned gpio)
3）gpio_direction_input，设置gpio为输入
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
4） gpio_direction_output ，设置gpio为输出
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
5） gpio_get_value ，获取gpio值
#define gpio_get_value __gpio_get_value int __gpio_get_value(unsigned gpio)
6） gpio_set_value ，设置gpio值
#define gpio_set_value __gpio_set_value void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)
2.gpio相关of函数
1） of_gpio_named_count ，获取设备树某属性定义了几个gpio信息
int of_gpio_named_count(struct device_node *np, const char *propname)
np：设备节点
propname：要统计的gpio属性
2） of_gpio_count ，获取gpios属性的gpio数量
int of_gpio_count(struct device_node *np)
np：设备节点
**3） of_get_named_gpio , 获取gpio编号，**将设备树中类似 <&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW> 的属性信息转换为对应的 GPIO 编号，用于gpio子系统api操作
int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index)
np：设备节点
propname：要获取的gpio信息属性名
index：gpio索引
3.gpio子系统驱动分析
3.1设备树信息分析
先以 SD卡为入口，分析gpio子系统的设备树相关信息。
1）市面上常见的SD卡引脚图如下：
2）SD卡连接在usdhc1接口上，而usdhc1的设备树节点信息如下：
&usdhc1 {pinctrl-names = "default", "state_100mhz", "state_200mhz";pinctrl-0 = <&pinctrl_usdhc1>;pinctrl-1 = <&pinctrl_usdhc1_100mhz>;pinctrl-2 = <&pinctrl_usdhc1_200mhz>;cd-gpios = <&gpio1 19 GPIO_ACTIVE_LOW>;keep-power-in-suspend;enable-sdio-wakeup;vmmc-supply = <®_sd1_vmmc>;no-1-8-v;status = "okay";
};
pinctrl-names：定义了三种状态，分别是"default", “state_100mhz”, “state_200mhz”。
“default” =》 pinctrl-0 =》pinctrl_usdhc1
“state_100mhz” =》 pinctrl-1 =》pinctrl_usdhc1_100mhz
“state_200mhz” =》 pinctrl-2 =》pinctrl_usdhc1_200mhz
其中pinctrl_usdhc1对应的引脚配置信息如下：
pinctrl_usdhc1: usdhc1grp {fsl,pins = <MX6UL_PAD_SD1_CMD__USDHC1_CMD 0x17059MX6UL_PAD_SD1_CLK__USDHC1_CLK 0x10071MX6UL_PAD_SD1_DATA0__USDHC1_DATA0 0x17059MX6UL_PAD_SD1_DATA1__USDHC1_DATA1 0x17059MX6UL_PAD_SD1_DATA2__USDHC1_DATA2 0x17059MX6UL_PAD_SD1_DATA3__USDHC1_DATA3 0x17059>;
};
可以看出是将SD卡的几个引脚分别进行了复用，其中没有关于CD引脚的配置，CD引脚用于检测SD卡是否插入。
而cd-gpios = <&gpio1 19 GPIO_ACTIVE_LOW>; 设置CD脚，为GPIO1组的19号引脚，GPIO_ACTIVE_LOW代表低电平有效，既然如此，那么代表CD引脚使用的是GPIO1_IO19，查看设备树文件，其中可以找到如下：
pinctrl_hog_1: hoggrp-1 {fsl,pins = <MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 0x17059 /* SD1 CD */MX6UL_PAD_GPIO1_IO05__USDHC1_VSELECT 0x17059 /* SD1 VSELECT */MX6UL_PAD_GPIO1_IO00__ANATOP_OTG1_ID 0x13058 /* USB_OTG1_ID */>;
};
在arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi中，可以看到
gpio1: gpio@0209c000 {compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";reg = <0x0209c000 0x4000>;interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;gpio-controller;#gpio-cells = <2>;interrupt-controller;#interrupt-cells = <2>;
};
其中gpio1的地址为0x0209c000，在寄存器手册中可以看到各寄存器地址。
这里基本就看懂一个usb驱动的设备树信息啦~接下来可以继续分析驱动函数
3.2驱动程序分析
以设备树中的gpio1节点为入口，分析gpio子系统驱动代码。
其中arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi的 gpio1节点内容如下：
gpio1: gpio@0209c000 {compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";reg = <0x0209c000 0x4000>;interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;gpio-controller;#gpio-cells = <2>;interrupt-controller;#interrupt-cells = <2>;
};
使用compatible属性去匹配OF表，全局搜索可以看到fsl,imx35-gpio对应的of信息在drivers/gpio/gpio-mxc.c下，内容为：
static const struct of_device_id mxc_gpio_dt_ids[] = {{ .compatible = "fsl,imx1-gpio", .data = &mxc_gpio_devtype[IMX1_GPIO], },{ .compatible = "fsl,imx21-gpio", .data = &mxc_gpio_devtype[IMX21_GPIO], },{ .compatible = "fsl,imx31-gpio", .data = &mxc_gpio_devtype[IMX31_GPIO], },{ .compatible = "fsl,imx35-gpio", .data = &mxc_gpio_devtype[IMX35_GPIO], },{ /* sentinel */ }
};
当compatible属性匹配的时候，将调用 .probe 函数，也就是mxc_gpio_probe函数
static struct platform_driver mxc_gpio_driver = {.driver = {.name = "gpio-mxc",.of_match_table = mxc_gpio_dt_ids,},.probe = mxc_gpio_probe,.id_table = mxc_gpio_devtype,
};
mxc_gpio_probe函数源码如下：
static int mxc_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{struct device_node *np = pdev->dev.of_node;struct mxc_gpio_port *port;struct resource *iores;int irq_base;int err;mxc_gpio_get_hw(pdev);port = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*port), GFP_KERNEL);if (!port)return -ENOMEM;iores = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);port->base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, iores);if (IS_ERR(port->base))return PTR_ERR(port->base);port->irq_high = platform_get_irq(pdev, 1);port->irq = platform_get_irq(pdev, 0);if (port->irq < 0)return port->irq;/* disable the interrupt and clear the status */writel(0, port->base + GPIO_IMR);writel(~0, port->base + GPIO_ISR);if (mxc_gpio_hwtype == IMX21_GPIO) {/** Setup one handler for all GPIO interrupts. Actually setting* the handler is needed only once, but doing it for every port* is more robust and easier.*/irq_set_chained_handler(port->irq, mx2_gpio_irq_handler);} else {/* setup one handler for each entry */irq_set_chained_handler(port->irq, mx3_gpio_irq_handler);irq_set_handler_data(port->irq, port);if (port->irq_high > 0) {/* setup handler for GPIO 16 to 31 */irq_set_chained_handler(port->irq_high,mx3_gpio_irq_handler);irq_set_handler_data(port->irq_high, port);}}err = bgpio_init(&port->bgc, &pdev->dev, 4,port->base + GPIO_PSR,port->base + GPIO_DR, NULL,port->base + GPIO_GDIR, NULL, 0);if (err)goto out_bgio;port->bgc.gc.to_irq = mxc_gpio_to_irq;port->bgc.gc.base = (pdev->id < 0) ? of_alias_get_id(np, "gpio") * 32 :pdev->id * 32;err = gpiochip_add(&port->bgc.gc);if (err)goto out_bgpio_remove;irq_base = irq_alloc_descs(-1, 0, 32, numa_node_id());if (irq_base < 0) {err = irq_base;goto out_gpiochip_remove;}port->domain = irq_domain_add_legacy(np, 32, irq_base, 0,&irq_domain_simple_ops, NULL);if (!port->domain) {err = -ENODEV;goto out_irqdesc_free;}/* gpio-mxc can be a generic irq chip */mxc_gpio_init_gc(port, irq_base);list_add_tail(&port->node, &mxc_gpio_ports);return 0;out_irqdesc_free:irq_free_descs(irq_base, 32);
out_gpiochip_remove:gpiochip_remove(&port->bgc.gc);
out_bgpio_remove:bgpio_remove(&port->bgc);
out_bgio:dev_info(&pdev->dev, "%s failed with errno %d\n", __func__, err);return err;
}
在mxc_gpio_probe函数中有几个比较重要的函数：
1）**mxc_gpio_get_hw **：获取gpio寄存器组，拿到的值其实就是gpio寄存器组的各个值
static void mxc_gpio_get_hw(struct platform_device *pdev)
{const struct of_device_id *of_id =of_match_device(mxc_gpio_dt_ids, &pdev->dev);enum mxc_gpio_hwtype hwtype;if (of_id)pdev->id_entry = of_id->data;hwtype = pdev->id_entry->driver_data;if (mxc_gpio_hwtype) {/** The driver works with a reasonable presupposition,* that is all gpio ports must be the same type when* running on one soc.*/BUG_ON(mxc_gpio_hwtype != hwtype);return;}if (hwtype == IMX35_GPIO)mxc_gpio_hwdata = &imx35_gpio_hwdata;else if (hwtype == IMX31_GPIO)mxc_gpio_hwdata = &imx31_gpio_hwdata;elsemxc_gpio_hwdata = &imx1_imx21_gpio_hwdata;mxc_gpio_hwtype = hwtype;
}.........................
.........................
static struct mxc_gpio_hwdata imx1_imx21_gpio_hwdata = {.dr_reg = 0x1c,.gdir_reg = 0x00,.psr_reg = 0x24,.icr1_reg = 0x28,.icr2_reg = 0x2c,.imr_reg = 0x30,.isr_reg = 0x34,.edge_sel_reg = -EINVAL,.low_level = 0x03,.high_level = 0x02,.rise_edge = 0x00,.fall_edge = 0x01,
};
2） platform_get_resource：获取设备树中内存资源信息，其实就是reg属性值
3） devm_ioremap_resource ：内存映射，寄存器地址映射出虚拟地址
4） platform_get_irq ：获取中断号
其中mxc_gpio_port结构体内容如下：
struct mxc_gpio_port {struct list_head node;void __iomem *base;int irq;int irq_high;struct irq_domain *domain;struct bgpio_chip bgc;u32 both_edges;
};
其中 gpio_chip 中包含GPIO的操作函数，定义好这些函数之后， 调用函数gpiochip_add向Linux内核注册gpio_chip， 也就是 port->bgc.gc 注册完成以后我们就可以在驱动中使用 gpiolib 提供的各个 API 函数 。
这就是驱动源码中，注册gpio子系统API的过程，注册好之后，便可以在编写驱动的时候使用gpio操作的API。
4.最后
哈喽~我是徐章鑫，沪漂嵌入式开发工程师一枚，立志成为嵌入式全栈开发工程师，成为优秀博客创作者，共同学习进步。
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