Linux驱动-GPIO基本函数api

最新推荐文章于 2025-11-18 20:15:04 发布

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#驱动GPIO API #GPIO 函数 #gpio api #gpio 使用

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结合设备树，了解gpio 部分控制方法

文章目录

一、参考文档：
二、学习目标-了解哪些控制方法
三、必备基础 - sysfs 基础知识再熟悉
四、实验测试
总结

一、参考文档：

基础相关：驱动相关知识、gpio 这一块，基本知识，常识需要了解的，可以参考之前体系文章。
驱动GPIO-获取单个gpio描述符
 使用C程序通过sysfs文件系统控制gpio

二、学习目标-了解哪些控制方法

1.获取GPIO

在之前篇章已经了解过驱动GPIO-获取单个gpio描述符，新版本gpio 体系中，最基本你需要先获取得到gpio 描述符吧。

gpiod_get;
gpiod_get_index;
gpiod_get_array;
devm_gpiod_get;
devm_gpiod_get_index;
devm_gpiod_get_array;

2.设置方向

gpiod_direction_input;
gpiod_direction_output;

3.读值、写值

gpiod_get_value;
gpiod_set_value;

4. 设为中断（如果必要）

request_irq(gpiod_to_irq(gpio_desc)...); //将gpio转为对应的irq，然后注册该irq的中断handler

5.释放GPIO

gpiod_put;
gpiod_put_array;
devm_gpiod_put;
devm_gpiod_put_array;

备注：这里先从学习目标上面列出需要掌握的内容。说得高大上，其实就是理解几个api,然后会用。

三、必备基础 - sysfs 基础知识再熟悉

 在不了解gpio 前提下，很多基础知识必须掌握的，一步一步方便理解。这里再次列出sysfs 里面的基础知识点，方便下文后续继续理解。

强烈建议参考之前文章: GPIO 控制和操作-使用命令通过sysfs文件系统控制GPIO

这里最核心的就是需要了解：基础文件active_low、direction、edge、value 描述，如下图：
在这里插入图片描述

这里再简要说明，方便理解，个人觉得，理解了这些，你才知道为什么需要我们gpio 相关的api

active_low：该文件用于设置GPIO引脚的电平触发方式。写入"1"意味着将该引脚的电平触发逻辑翻转（即，硬件上的高电平被视作逻辑上的低电平，硬件上的低电平被视作逻辑上的高电平）。写入"0"则表示使用正常的电平触发逻辑。
direction：通过这个文件可以设置GPIO引脚是作为输入还是输出。写入"out"将GPIO配置为输出模式，写入"in"则将其配置为输入模式。
edge：这个文件用于配置中断触发边缘，只对设置为输入模式的GPIO有效。可写入的值通常有：“none”（无触发），“rising”（上升沿触发），“falling”（下降沿触发），或"both"（上升沿和下降沿都触发）。
uevent：这个文件允许用户向用户空间发送事件，通知关于GPIO引脚状态的变化。
value：这个文件表示GPIO引脚的当前值。对于输出模式的GPIO，写入"1"或"0"可以改变引脚的电平状态。对于输入模式的GPIO，读取这个文件可以获取当前引脚的电平状态（"1"表示高电平，"0"表示低电平）。

四、实验测试

定义设备树

位置： kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi ，两点：

在根节点下定义gpio 节点-my_gpio
在pin-ctrl 设备树节点中定义my_gpio

抛出问题-为什么定义一个自己的节点，需要在设备树根节点里面创建一个并在pin-ctrl 里面在创建一个节点呢？

简单来说，这两个步骤分别完成了两个不同的、但都必不可少的任务：

在根节点定义：声明一个GPIO资源。意思是“系统中存在这么一组GPIO引脚，它的控制权在这里定义”。
在pinctrl节点中定义：配置这些GPIO引脚的电气特性和复用状态。意思是“当我的设备要使用这些引脚时，请把它们设置为以下具体状态（如上下拉、驱动强度、复用为GPIO功能等）”。

在这里插入图片描述

为什么必须分两步？—— 总结

职责分离 (Separation of Concerns):

GPIO控制器节点：描述硬件资源本身。内核需要知道有哪些GPIO端口、它们的地址在哪里，才能进行底层的读写操作。
Pinctrl配置：描述资源的使用方式。一个引脚在被用作GPIO之前，必须通过SoC的复用寄存器将其功能切换到GPIO模式，并设置好电气特性。这是 pinctrl 子系统的核心工作。

资源复用 (Resource Sharing):

一个GPIO控制器（如 gpio1）提供了32个引脚资源。你的LED可能只用其中一个，其他人的按键可能用另一个。大家共享同一个资源库，但各自通过不同的 pinctrl 配置项来申请和使用自己需要的那部分。

动态配置 (Dynamic Configuration):

设备可以在不同状态下使用不同的引脚配置（通过 pinctrl-names 和 pinctrl-0， pinctrl-1 等实现）。但无论怎么配置，它操作的底层硬件控制器始终是 gpio1。

如下，我把两处根节点、pin-ctrl 定义放到一起，方便查看：

     my_gpio:gpio1_a0{
        compatible =  "mygpio";
        my-gpios =  <&gpio1  RK_PA0  GPIO_ACTIVE_HIGH>;
	    pinctrl-names  =  "default";
	    pinctrl-0  =  <&my_gpio_ctrl>;
	  };
	  
	  
		mygpio{
		my_gpio_ctrl:my-gpio-ctrl {
			rockchip,pins = <1 RK_PA0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
		};
	};

实验代码

#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/mod_devicetable.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>

struct gpio_desc *mygpio1; // GPIO 描述符指针
int dir, value, irq;

// 平台设备初始化函数
//  平台设备初始化函数
static int my_platform_probe(struct platform_device *dev)
{
    printk("This is my_platform_probe\n");

    // 获取可选的GPIO描述符
    mygpio1 = gpiod_get_optional(&dev->dev, "my", 0);
    if (mygpio1 == NULL)
    {
        printk("gpiod_get_optional error\n");
        return -1;
    }

    gpiod_direction_output(mygpio1, 0);

    gpiod_set_value(mygpio1, 1);

    dir = gpiod_get_direction(mygpio1);

    if (dir == 0)
    {
        printk("dir is GPIO     OUT\n");
    }
    else if (dir == 1)
    {
        printk("dir is    GPIO      IN \n");
    }

    value = gpiod_get_value(mygpio1);

    printk("gpio value  %d  \n", value);

    irq = gpiod_to_irq(mygpio1);

    printk("gpio   irq   %d  \n", irq);

    // 释放GPIO描述符
    gpiod_put(mygpio1);

    return 0;
}

// 平台设备的移除函数
static int my_platform_remove(struct platform_device *pdev)
{
    printk(KERN_INFO "my_platform_remove: Removing platform device\n");

    // 清理设备特定的操作
    // ...

    return 0;
}

const struct of_device_id of_match_table_id[] = {
    {.compatible = "mygpio"},
};

// 定义平台驱动结构体
static struct platform_driver my_platform_driver = {
    .probe = my_platform_probe,
    .remove = my_platform_remove,
    .driver = {
        .name = "my_platform_device",
        .owner = THIS_MODULE,
        .of_match_table = of_match_table_id,
    },
};

// 模块初始化函数
static int __init my_platform_driver_init(void)
{
    int ret;

    // 注册平台驱动
    ret = platform_driver_register(&my_platform_driver);
    if (ret)
    {
        printk(KERN_ERR "Failed to register platform driver\n");
        return ret;
    }

    printk(KERN_INFO "my_platform_driver: Platform driver initialized\n");

    return 0;
}

// 模块退出函数
static void __exit my_platform_driver_exit(void)
{
    // 注销平台驱动
    gpiod_put(mygpio1);
    platform_driver_unregister(&my_platform_driver);

    printk(KERN_INFO "my_platform_driver: Platform driver exited\n");
}

module_init(my_platform_driver_init);
module_exit(my_platform_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("fangchen");