02_GPIO子系统层次与数据结构#

GPIO子系统层次与数据结构#

参考资料：

  • Linux 5.x内核文档

    • Linux-5.4\Documentation\driver-api

    • Linux-5.4\Documentation\devicetree\bindings\gpio\gpio.txt

    • Linux-5.4\drivers\gpio\gpio-74x164.c

  • Linux 4.x内核文档

    • Linux-4.9.88\Documentation\gpio

    • Linux-4.9.88\Documentation\devicetree\bindings\gpio\gpio.txt

    • Linux-4.9.88\drivers\gpio\gpio-74x164.c

1. GPIO子系统的层次#

1.1 层次#

image-20210527103908743

1.2 GPIOLIB向上提供的接口#

descriptor-based

legacy

说明

获得GPIO

gpiod_get

gpio_request

gpiod_get_index

gpiod_get_array

gpio_request_array

devm_gpiod_get

devm_gpiod_get_index

devm_gpiod_get_array

设置方向

gpiod_direction_input

gpio_direction_input

gpiod_direction_output

gpio_direction_output

读值、写值

gpiod_get_value

gpio_get_value

gpiod_set_value

gpio_set_value

释放GPIO

gpio_free

gpio_free

gpiod_put

gpio_free_array

gpiod_put_array

devm_gpiod_put

devm_gpiod_put_array

1.3 GPIOLIB向下提供的接口#

image-20210527141654915

2. 重要的3个核心数据结构#

记住GPIO Controller的要素，这有助于理解它的驱动程序：

  • 一个GPIO Controller里有多少个引脚？有哪些引脚？

  • 需要提供函数，设置引脚方向、读取/设置数值

  • 需要提供函数，把引脚转换为中断

以Linux面向对象编程的思想，一个GPIO Controller必定会使用一个结构体来表示，这个结构体必定含有这些信息：

  • GPIO引脚信息

  • 控制引脚的函数

  • 中断相关的函数

2.1 gpio_device#

每个GPIO Controller用一个gpio_device来表示：

  • 里面每一个gpio引脚用一个gpio_desc来表示

  • gpio引脚的函数(引脚控制、中断相关)，都放在gpio_chip里

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2.2 gpio_chip#

我们并不需要自己创建gpio_device，编写驱动时要创建的是gpio_chip，里面提供了：

  • 控制引脚的函数

  • 中断相关的函数

  • 引脚信息：支持多少个引脚？各个引脚的名字？

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2.3 gpio_desc#

我们去使用GPIO子系统时，首先是获得某个引脚对应的gpio_desc。

gpio_device表示一个GPIO Controller，里面支持多个GPIO。

在gpio_device中有一个gpio_desc数组，每一引脚有一项gpio_desc。

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3. 怎么编写GPIO Controller驱动程序#

分配、设置、注册gpioc_chip结构体，示例：drivers\gpio\gpio-74x164.c

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