【linux】 linux gpio操作

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是平时自己word离线做笔记的，当发在网上才发现写的太宏观，不怎么容易看懂，今后做笔记会注意多贴代码。

1.   GPIO

1.1.  地址映射

如上所述：

#define S3C24XX_VA_GPIO             ((S3C24XX_PA_GPIO - S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART)

因为UART的物理地址和虚拟地址映射确定了，所以其它寄存器如GPIO映射关系也可以确定了

 

static struct map_desc s3c_iodesc[] __initdata = {

       IODESC_ENT(GPIO),

       IODESC_ENT(IRQ),

       IODESC_ENT(MEMCTRL),

       IODESC_ENT(UART)

};

#define IODESC_ENT(x) { (unsigned long)S3C24XX_VA_##x, __phys_to_pfn(S3C24XX_PA_##x), S3C24XX_SZ_##x, MT_DEVICE }

#define __phys_to_pfn(paddr)  ((unsigned long)((paddr) >> PAGE_SHIFT))

#define __pfn_to_phys(pfn)       ((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT)

#define PAGE_SHIFT  12

 

根据上述定义：gpio虚拟地址分配(S3C24XX_VA_GPIO)流程：MACHINE_START中mini2440_map_io→s3c24xx_init_io →iotable_init(s3c_iodesc, ARRAY_SIZE(s3c_iodesc));

 

 

1.2.  数据结构

 

 

上图可以看出，根据gpio_desc数组，还可以通过container_of还原出struct samsung_gpio_chip, 该结构体里面的base成员即为虚拟地址，在s3c24xx_gpiolib_add_chips中被赋值。最右边的.chip成员还有struct gpio_desc       *desc;成员，其被赋值为chip->desc = &gpio_desc[chip->base]; 因此，通过gpio号可以索引到数组gpio_desc的成员，然后索引到.chip，进而索引所有gpio对象。

 

主要结构体：Gpiolib.c (src\drivers\gpio):  struct gpio_desc gpio_desc[ARCH_NR_GPIOS]; // 每一个gpio管脚对应一个gpio_desc,gpio_desc的索引为linux虚拟的。

gpio_desc初始化：Gpio-samsung.c (src\drivers\gpio):core_initcall(samsung_gpiolib_init);（见MACHINE_START处理）

 

→ s3c24xx_gpiolib_add_chips(s3c24xx_gpios, ARRAY_SIZE(s3c24xx_gpios), S3C24XX_VA_GPIO)→ gpiochip_add, 所以最后gpio_desc内容与s3c24xx_gpios相关，同时在该函数中有chip->base = base + ((i) * 0x10); 对base赋值为虚拟地址，根据第一节gpio的虚拟地址和物理地址建立的映射，便可访问到物理地址。

 

struct samsung_gpio_chip s3c24xx_gpios[] = {

#ifdef CONFIG_PLAT_S3C24XX

       {

              .config  = &s3c24xx_gpiocfg_banka,

              .chip     = {

                     .base                  = S3C2410_GPA(0),

                     .owner                = THIS_MODULE,

                     .label                  = "GPIOA",

                     .ngpio                 = 24,

                     .direction_input       = s3c24xx_gpiolib_banka_input,

                     .direction_output     = s3c24xx_gpiolib_banka_output,

              },

       }, {

              .chip     = {

                     .base    = S3C2410_GPB(0),

                     .owner  = THIS_MODULE,

                     .label    = "GPIOB",

                     .ngpio   = 16,

              },

       },

.........................................

};

 

以gpio_direction_input为例说明 gpio驱动：

gpio_direction_input(unsigned gpio) → gpiod_direction_input(gpio_to_desc(gpio)); → chip = desc->chip; chip->direction_input(chip, offset); 在上述gpio_desc初始化或者s3c24xx_gpios结构体变量定义中，该函数被赋值，以samsung_gpiolib_2bit_input为例，最终执行

struct samsung_gpio_chip *ourchip = to_samsung_gpio(chip);

       void __iomem *base = ourchip->base; // base 为该gpio寄存器的虚拟地址。

....

con = __raw_readl(base + 0x00); //操纵实际寄存器

....

 

 

chip->direction_input，direction_output, get, set在s3c24xx_gpiolib_add_chips中被赋值。

gpio_direction_output→ Chip->direction_output 进行实际寄存器操纵。

 

1.3.  函数集合

gpio_request

gpio_free

 

gpio_get_direction

gpio_direction_input

gpio_direction_output

 

gpio_set_value

gpio_get_value

 

gpio_set_debounce

gpio_to_irq

 

gpiolib_dbg_show

 

1.4.  实例

根据上述讨论，通过gpio号可以索引到gpio所有相关对象(数据和函数)，如S3C2410_GPA(0)

 

gpio_request(S3C2410_GPA(0), "KEY_UP");   

gpio_direction_input(S3C2410_GPA(0)); /*2.配置为输入*/