OpenHarmony（鸿蒙南向）——平台驱动开发【GPIO】

概述

功能简介

GPIO（General-purpose input/output）即通用型输入输出。通常，GPIO控制器通过分组的方式管理所有GPIO管脚，每组GPIO有一个或多个寄存器与之关联，通过读写寄存器完成对GPIO管脚的操作。

基本概念

GPIO又俗称为I/O口，I指的是输入(in），O指的是输出（out）。可以通过软件来控制其输入和输出，即I/O控制。

• GPIO输入

  输入是检测各个引脚上的电平状态，高电平或者低电平状态。常见的输入模式有：模拟输入、浮空输入、上拉输入、下拉输入。

• GPIO输出

  输出是当需要控制引脚电平的高低时需要用到输出功能。常见的输出模式有：开漏输出、推挽输出、复用开漏输出、复用推挽输出。

运作机制

在HDF框架中，同类型设备对象较多时（可能同时存在十几个同类型配置器），若采用独立服务模式，则需要配置更多的设备节点，且相关服务会占据更多的内存资源。相反，采用统一服务模式可以使用一个设备服务作为管理器，统一处理所有同类型对象的外部访问（这会在配置文件中有所体现），实现便捷管理和节约资源的目的。GPIO模块采用统一服务模式（如图1所示）。

在统一模式下，所有的控制器都被核心层统一管理，并由核心层统一发布一个服务供接口层，因此这种模式下驱动无需再为每个控制器发布服务。

GPIO模块各分层作用：

• 接口层：提供操作GPIO管脚的标准方法。

• 核心层：提供GPIO管脚资源匹配，GPIO管脚控制器的添加、移除以及管理的能力，通过钩子函数与适配层交互，供芯片厂家快速接入HDF框架。

• 适配层：由驱动适配者将钩子函数的功能实例化，实现与硬件相关的具体功能。

图 1 GPIO统一服务模式结构图

开发指导

场景介绍

GPIO主要是对GPIO管脚资源进行管理。驱动开发者可以使用GPIO模块提供的操作接口，实现对管脚的具体控制。当驱动开发者需要将GPIO适配到OpenHarmony时，需要进行GPIO驱动适配。下文将介绍如何进行GPIO驱动适配。

接口说明

为了保证上层在调用GPIO接口时能够正确的操作GPIO管脚，核心层在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/gpio/gpio_core.h中定义了以下钩子函数，驱动适配者需要在适配层实现这些函数的具体功能，并与钩子函数挂接，从而完成适配层与核心层的交互。

GpioMethod定义：

struct GpioMethod {
    int32_t (*request)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);                 // 【预留】
    int32_t (*release)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);                 // 【预留】
    int32_t (*write)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t val);
    int32_t (*read)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t *val);
    int32_t (*setDir)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t dir);
    int32_t (*getDir)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t *dir);
    int32_t (*toIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t *irq);    // 【预留】
    int32_t (*setIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t mode);
    int32_t (*unsetIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);
    int32_t (*enableIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);
    int32_t (*disableIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);
}
c

表 1 GpioMethod结构体成员的钩子函数功能说明

函数成员	入参	出参	返回值	功能
write	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号 val：uint16_t类型，电平传入值	无	HDF_STATUS相关状态	GPIO引脚写入电平值
read	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号	val：uint16_t类型指针，用于传出电平值。	HDF_STATUS相关状态	GPIO引脚读取电平值
setDir	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号 dir：uint16_t类型，管脚方向传入值	无	HDF_STATUS相关状态	设置GPIO引脚输入/输出方向
getDir	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号	dir：uint16_t类型指针，用于传出管脚方向值	HDF_STATUS相关状态	读GPIO引脚输入/输出方向
setIrq	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号 mode：uint16_t类型，表示触发模式（边沿或电平）	无	HDF_STATUS相关状态	将GPIO引脚设置为中断模式
unsetIrq	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号	无	HDF_STATUS相关状态	取消GPIO中断设置
enableIrq	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号	无	HDF_STATUS相关状态	使能GPIO管脚中断
disableIrq	cntlr：结构体指针，核心层GPIO控制器 local：uint16_t类型，GPIO端口标识号	无	HDF_STATUS相关状态	禁止GPIO管脚中断

开发步骤

GPIO模块适配包含以下四个步骤：

• 实例化驱动入口
• 配置属性文件
• 实例化GPIO控制器对象
• 驱动调试

开发实例

下方将基于Hi3516DV300开发板以//device/soc/hisilicon/common/platform/gpio/gpio_hi35xx.c驱动为示例，展示需要驱动适配者提供哪些内容来完整实现设备功能。

1. 实例化驱动入口

驱动