linux驱动中的desc_to_gpio函数详解

在Linux内核的GPIO子系统中，desc_to_gpio函数用于将GPIO描述符（gpio_desc）转换为全局唯一的GPIO编号。以下是该函数的详细解析：

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1. 函数原型

int desc_to_gpio(const struct gpio_desc *desc);

• 参数：desc（指向gpio_desc的指针）
• 返回值：
  • 成功时返回全局GPIO编号（整数，如105）。
  • 失败时返回负数错误码（如-EINVAL表示无效描述符）。

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2. 核心作用

• 编号转换：将抽象的gpio_desc转换为全局GPIO编号，便于：
  • 调试时输出人类可读的编号。
  • 与遗留代码或某些子系统（如pinctrl）交互。
• 内部实现：

  static inline int desc_to_gpio(const struct gpio_desc *desc)
  {
      if (!desc || !desc->chip || !desc->chip->base)
          return -EINVAL;
      return desc->chip->base + desc->offset;
  }

  • 通过desc->chip->base（控制器起始编号）和desc->offset（引脚在控制器内的偏移量）计算全局编号。

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3. 典型使用场景

(1) 调试输出

struct gpio_desc *led_gpio = gpiod_get(dev, "led", GPIOD_OUT_HIGH);
if (!IS_ERR(led_gpio)) {
    int gpio_num = desc_to_gpio(led_gpio);
    dev_info(dev, "LED GPIO number: %d\n", gpio_num);
}

(2) 与pinctrl子系统交互

// 获取GPIO编号后配置引脚复用
int gpio = desc_to_gpio(led_gpio);
if (gpio >= 0) {
    pinctrl_gpio_direction_output(pmx, gpio);
}

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4. 关键注意事项

(1) 避免硬编码全局编号

• 风险：全局编号是动态分配的（由内核根据gpio_chip注册顺序决定），不同系统或不同启动时可能不同。
• 正确做法：始终通过gpio_desc操作GPIO，仅在必要时（如调试）使用desc_to_gpio。

(2) 错误处理

• 检查返回值：

  int gpio_num = desc_to_gpio(invalid_desc);
  if (gpio_num < 0) {
      dev_err(dev, "Invalid GPIO descriptor\n");
  }

(3) 性能考量

• 直接使用描述符更高效：gpio_desc已包含所有必要信息，频繁调用desc_to_gpio可能增加开销。

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5. 反向操作：gpio_to_desc

• 函数原型：

  struct gpio_desc *gpio_to_desc(unsigned gpio);

• 作用：将全局GPIO编号转换为gpio_desc，用于安全操作引脚。
• 示例：

  struct gpio_desc *desc = gpio_to_desc(105);
  if (!IS_ERR(desc)) {
      gpiod_set_value(desc, 1);
  }

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6. 总结

函数	方向	作用	典型场景
desc_to_gpio	描述符 → 编号	获取全局GPIO编号（调试/兼容性）	日志输出、遗留代码交互
gpio_to_desc	编号 → 描述符	安全操作GPIO（推荐方式）	驱动主体逻辑

最佳实践：

• 优先使用gpio_desc进行GPIO操作，避免直接操作全局编号。
• 仅在必要时（如调试）使用desc_to_gpio，并严格处理错误。