1.2.1-1.2.1内核子系统-GPIO子系统

GPIO子系统框架图解

gpio子系统帮助我们管理整个系统gpio的使用情况，同时通过sys文件系统导出了调试信息和应用层控制接口。它内部实现主要提供了两类接口，一类给bsp工程师，用于注册gpio chip（也就是所谓的gpio控制器驱动），另一部分给驱动工程师使用，为驱动工程师屏蔽了不同gpio chip之间的区别，驱动工程师调用的api的最终操作流程会导向gpio对应的gpio chip的控制代码，也就是bsp的代码。

1.linux子系统框架

在Linux中，GPIO子系统大致分为3层:
GPIO硬件

GPIO硬件驱动层

抽象驱动框架

 从上到下为：

 2.结构体抽象

1、GPIO描述符gpio_desc

在Linux 中，GPIo驱动框架是在gpiolib.c中实现的。对于每一个GPIo引脚，抽象了一个描述符gpio_desc : 
目录: kernel-4.4\drivers \gpiolgpiolib.h 
 

struct gpio_desc {
	struct gpio_device	*gdev;
	unsigned long		flags;
/* flag symbols are bit numbers */
#define FLAG_REQUESTED	0
#define FLAG_IS_OUT	1
#define FLAG_EXPORT	2	/* protected by sysfs_lock */
#define FLAG_SYSFS	3	/* exported via /sys/class/gpio/control */
#define FLAG_ACTIVE_LOW	6	/* value has active low */
#define FLAG_OPEN_DRAIN	7	/* Gpio is open drain type */
#define FLAG_OPEN_SOURCE 8	/* Gpio is open source type */
#define FLAG_USED_AS_IRQ 9	/* GPIO is connected to an IRQ */
#define FLAG_IS_HOGGED	11	/* GPIO is hogged */
#define FLAG_SLEEP_MAY_LOOSE_VALUE 12	/* GPIO may loose value in sleep */

	/* Connection label */
	const char		*label;
	/* Name of the GPIO */
	const char		*name;
};

2、GPIO操作集抽象:gpio_chip 

GPIo硬件是由若干个 GPIO Controller组成，每一个Controller负责管理一组GPIo引脚。结构体gpio_chip表示一组GPIO引脚的控制器，其中定义了对于具体硬件驱动的下层接口: 
目录: kernel-4.4/include/linux/gpio/driver.h 
 

struct gpio_chip {
    const char      *label;                                 //标号为了给系统提供诊断保留用的
    struct gpio_device  *gpiodev;                           //提供给 GPIO 可选择的设备
    struct device       *parent;
    struct module       *owner;                             //标定拥有者防止被移除的模块污染正在使用的 GPIO
    int         (*request)(struct gpio_chip *chip,          //请求 GPIO
                        unsigned offset);
    ......
}

其中抽象了所有GPIo 的硬件特性，为上层用户(内核开发者所编写的驱动程序）提供统一的驱动接口。框架中主要功能分为三部分: 

GPIO 参数的设置，包括配置引脚为输入或输出，设置引脚上的电平高低等;

GPIO引脚状态查询，即查询GPIO引脚上当前的电平状态;

中断管理，中断的使能与关闭，中断方式的选择，中断号管理等。

gpio_chip 中驱动接口如下: 

具体硬件驱动需要根据不同硬件平台的特性实现上述接口，在系统初始化时，将每个gpio_chip注册进驱动框架，在驱动框架中会维护一个GPIo描述符数组，用于存储注册进来的 GPIo引脚的具体硬件驱动。 
通过ANBA总线连接进cPu的 GPIo控