Linux内核驱动学习之GPIO子系统概览

最新推荐文章于 2025-02-05 11:38:30 发布

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分类专栏： # GPIO 与 PinCtrl子系统文章标签： linux

原文链接：https://great.blog.youkuaiyun.com/article/details/89361735

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GPIO 与 PinCtrl子系统专栏收录该内容

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本文介绍了Linux内核中的GPIO子系统，包括其功能如设定输出电平、读取输入电平和触发外部中断。文章提到了如何通过设备树和gpiolib库来操作GPIO，并列举了一些常用API，如gpio_request、gpio_free等。同时指出GPIO子系统不处理复用功能，如UART、SPI等，这些由pinctrl子系统负责。

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转载理解：

此处只是介绍了GPIO子系统的功能和调用接口，并没有涉及到pinctrl子系统。

不难看出，这里针对的是pinctrl子系统将pin引脚设置为GPIO口时，进行输入输出的设置，但是当

引脚需要设置为uart或者spi等复用功能引脚时，此处并没有提及，因为那是pinctrl子系统的功能。

当pinctrl子系统将引脚设置为uart或spi等复用功能时，涉及的又会是uart子系统或者spi子系统。

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以下为转载：

前言

GPIO(General Purpose Input/Output)通用输入/输出接口，是十分灵活软件可编程的接口，功能强大，十分常用，SOC也非常依赖GPIO，在实际应用中几乎都能看到它的影子，在Linux内核驱动的学习中，这部分相对来说也是比较基础的，但是涉及的东西其实相对来说也比较多，感觉还是很有必要学习和总结一下。

功能

正如之前所说，GPIO是通用输入输出接口，所以，相应的内核驱动中GPIO的基本功能总体可以总结为以下几点：

设定输出电平：可以根据用户的需要，向驱动写入相应的值（比如1或0）然后GPIO输出高低电平(高=1；低=0)；
读取输入电平：可以读取GPIO上输入的高低电平；实际的应用比如按键或者其他一些传感器的信号；
触发外部中断：输入信号可以作为中断信号，包括边沿触发，高电平触发，低电平触发等等；

如何使用

关于如何使用GPIO，从 Linux 2.6.3x以后就开始有gpiolib库了，大大简化了操作GPIO的流程，如何在内核中添加gpiolib的支持呢？可以参考下面的做法；

make menuconfig

Device Drivers  --->
    -*- GPIO Support  --->
        [*]   /sys/class/gpio/... (sysfs interface)

究其原理的话，追本溯源可能篇幅会很长，后面再现学现卖，对于单纯使用GPIO，感觉应该有以下几个步骤：

在你的设备节点里添加gpios属性；例如：
gpios = <0 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
在驱动中解析设备树中的节点gpios；
调用gpiolib的接口可以在驱动中对gpio进行操作；
设置具体的gpio的功能：
设置为输出引脚；
设置为输入引脚；
设置为外部中断；
设备树
相应的设备树可以写成

gpio_keys {
     compatible = “gpio-keys”;
     ...
    button@1 {
        wakeup-source;
        linux,code = <KEY_ESC>;
        label = “ESC”;
         gpios = <&gpio0 0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
     };
};

API

函数                                                                                                            功能
bool gpio_is_valid(int number)                                                    判断当前gpio是否有效
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)                    申请gpio的资源
void gpio_free(unsigned gpio)                                                    释放已经申请的gpio资源
int gpio_direction_input(unsigned gpio) 设置为输入
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)                    设置为输出
int gpio_get_value(unsigned gpio) 获取输入值
void gpio_set_value(unsigned gpio, int value)                            设置输出值
int gpio_to_irq(unsigned gpio) 获取gpio上的中断号
int irq_to_gpio(unsigned int irq)                                                   获取中断号对应的gpio
int devm_gpio_request_one(struct device *dev, unsigned gpio,unsigned long flags, const char *label) 为gpio分配外部中断资源
void devm_gpio_free(struct device *dev, unsigned int gpio) 释放已经申请的中断资源

这里先大致介绍一下一般会用到的接口，还有一些遗漏，以后会慢慢补充。