Linux内核gpiolib注册建立过程

1、相关的数据结构

 struct s3c_gpio_chip {                  //  这个结构体是三星在移植gpiolib时封装的一个结构体  用来描述一组gpio端口信息
     struct gpio_chip    chip;
     struct s3c_gpio_cfg    *config;    //  三星封装的用来配置一个gpio端口的结构体    主要是上下拉模式配置
     struct s3c_gpio_pm    *pm;         //   这个是电源管理相关的数据结构
     void __iomem        *base;      //  gpio相关寄存器的虚拟基地址
     int            eint_offset;
     spinlock_t         lock;
 #ifdef CONFIG_PM
     u32            pm_save[];
 #endif
 };

 struct gpio_chip {                                 //  内核提供的用来描述一组gpio端口信息的结构体
     const char        *label;              //  一个标号  也就是gpio端口的名字
     struct device        *dev;                //  device指针指向这个gpio端口设备
     struct module        *owner;

     int            (*request)(struct gpio_chip *chip,         //  请求gpio   申请
                         unsigned offset);
     void            (*free)(struct gpio_chip *chip,             //  释放
                         unsigned offset);

     int            (*direction_input)(struct gpio_chip *chip,      //  用于将gpio配置为输入模式
                         unsigned offset);
     int            (*get)(struct gpio_chip *chip,                 //  获取gpio电平状态
                         unsigned offset);
     int            (*direction_output)(struct gpio_chip *chip,  //  用于将gpio配置为输出模式
                         unsigned offset, int value);
     int            (*set_debounce)(struct gpio_chip *chip,     //  用于消抖
                         unsigned offset, unsigned debounce);

     void            (*set)(struct gpio_chip *chip,           // 设置gpio的电平
                         unsigned offset, int value);

     int            (*to_irq)(struct gpio_chip *chip,   //  如果该gpio是一个外部中断源，则使用这个函数来获取对应的中断号
                         unsigned offset);

     void            (*dbg_show)(struct seq_file *s,
                         struct gpio_chip *chip);
     int            base;                     //  这组gpio端口的  基准编号 (这个编号是内核设计的)
     u16            ngpio;                   //  这组端口的gpio数量
     const char        *const *names;
     unsigned        can_sleep:;
     unsigned        exported:;
 };

 struct s3c_gpio_cfg {
     unsigned int    cfg_eint;     //  用于外部中断源时的一个配置值

     s3c_gpio_pull_t    (*get_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs);   //  读取下拉状态时gpio的电流
     int        (*set_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,           // 设置下拉状态gpio电流
                     s3c_gpio_pull_t pull);

     int        (*set_pin)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,
                     s3c_gpio_pull_t level);

     unsigned (*get_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs);   //  获取gpio的当前配置
     int     (*set_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,           //  设置gpio的当前配置
                    unsigned config);
 };

2、函数调用关系图

smdkc110_map_io

s5pv210_gpiolib_init

samsung_gpiolib_add_4bit_chips

samsung_gpiolib_add_4bit

s3c_gpiolib_add

gpiochip_add        //  这个函数就是内核的gpiolib驱动框架提供的用来注册gpiolib的函数

3、函数详解

smdkc110_map_io:

 static void __init smdkc110_map_io(void)
 {
     s5p_init_io(NULL, , S5P_VA_CHIPID);                 //  静态物理地址到虚拟地址的映射初始化
     s3c24xx_init_clocks();                          //   系统时钟初始化
     s5pv210_gpiolib_init();                                       //   gpiolib管理器初始化
     s3c24xx_init_uarts(smdkc110_uartcfgs, ARRAY_SIZE(smdkc110_uartcfgs));
     s5p_reserve_bootmem(smdkc110_media_devs, ARRAY_SIZE(smdkc110_media_devs));
 #ifdef CONFIG_MTD_ONENAND
     s5pc110_device_onenand.name = "s5pc110-onenand";
 #endif
 #ifdef CONFIG_MTD_NAND
     s3c_device_nand.name = "s5pv210-nand";
 #endif
     s5p_device_rtc.name = "smdkc110-rtc";
 }

s5pv210_gpiolib_init:

 __init int s5pv210_gpiolib_init(void)
 {
     struct s3c_gpio_chip *chip = s5pv210_gpio_4bit;    //  4bit表示的是一个gpio使用4位来配置描述     s5pv210_gpio_4bit是一个struct s3c_gpio_chip数组，是三星移植时写好的
     int nr_chips = ARRAY_SIZE(s5pv210_gpio_4bit);     //  获取端口数量(注意一组端口和一个具体的gpio)
     int i = ;

     for (i = ; i < nr_chips; i++, chip++) {
         if (chip->config == NULL)              //  如果我们的gpio端口没有  配置方法  则使用  gpio_cfg  进行默认配置
             chip->config = &gpio_cfg;
         if (chip->base == NULL)                 //  如果我们的gpio端口结构体中没有填充 基准编号   则使用下面进行填充
             chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);
     }

     samsung_gpiolib_add_4bit_chips(s5pv210_gpio_4bit, nr_chips);   //  添加gpiolib

     return ;
 }

samsung_gpiolib_add_4bit_chips:

 void __init samsung_gpiolib_add_4bit_chips(struct s3c_gpio_chip *chip,
                        int nr_chips)
 {
     for (; nr_chips > ; nr_chips--, chip++) {    // 对于每一个gpio端口组都调用下面的两个函数
         samsung_gpiolib_add_4bit(chip);      //   给gpio端口配置输入输出模式配置方法
         s3c_gpiolib_add(chip);       //  最终是通过这个函数去添加gpiolib
     }
 }

 void __init samsung_gpiolib_add_4bit(struct s3c_gpio_chip *chip)
 {
     chip->chip.direction_input = samsung_gpiolib_4bit_input;             //  给gpio端口加入配置gpio为输入模式的方法
     chip->chip.direction_output = samsung_gpiolib_4bit_output;       //  给gpio端口加入配置gpio为输出模式的方法
     chip->pm = __gpio_pm(&s3c_gpio_pm_4bit);            //  电源管理相关
 }

s3c_gpiolib_add:

 __init void s3c_gpiolib_add(struct s3c_gpio_chip *chip)
 {
     struct gpio_chip *gc = &chip->chip;          //  使用gc指针指向 chip->chip
     int ret;

     BUG_ON(!chip->base);
     BUG_ON(!gc->label);
     BUG_ON(!gc->ngpio);

     spin_lock_init(&chip->lock);

 //  如果我们的结构体中还没有加入相应的方法  则在下面加入方法
     if (!gc->direction_input)
         gc->direction_input = s3c_gpiolib_input;
     if (!gc->direction_output)
         gc->direction_output = s3c_gpiolib_output;
     if (!gc->set)
         gc->set = s3c_gpiolib_set;
     if (!gc->get)
         gc->get = s3c_gpiolib_get;

 #ifdef CONFIG_PM         //  电源管理相关
     if (chip->pm != NULL) {
         if (!chip->pm->save || !chip->pm->resume)
             printk(KERN_ERR "gpio: %s has missing PM functions\n",
                    gc->label);
     } else
         printk(KERN_ERR "gpio: %s has no PM function\n", gc->label);
 #endif

     /* gpiochip_add() prints own failure message on error. */
     ret = gpiochip_add(gc);     //  最终又是通过这个函数去注册我们的gpiolib管理器    这个函数就是内核gpiolib驱动框架提供的了
     if (ret >= )
         s3c_gpiolib_track(chip);
 }

总结：

其实我们的gpiolib虽然说是一个gpio的管理者，同样他也是一个设备，在/sys目录下是能够去通过设备的属性方法对具体的gpio进行设置的，三星在移植gpiolib时是使用内核

提供的gpiolib驱动框架来实现的。

其实这个注册就是将我们的封装了一个GPIO端口的所有信息的chip结构体变量挂接到内核gpiolib模块定义的一个gpio_desc数组中的某一个格子中。