Linux GPIO 注册和应用

Linux Kernel, GPIO, ARM

于Linux kernel代码。经常使用 GPIO 作为一个特殊的信号,如芯片片选信号。

GPIO 功能应用,我们经常使用的。例如 gpio_request ,那么 GPIO 是何时,以及怎样注冊的。本文就来探索一下。

基于的平台上 freesccale 的 i.MX6

先从函数 gpio_request 的实现開始。

/* These "optional" allocation calls help prevent drivers from stomping
* on each other, and help provide better diagnostics in debugfs.
* They're called even less than the "set direction" calls.
*/
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
{
struct gpio_desc *desc;
struct gpio_chip *chip;
int status = -EINVAL;
unsigned long flags; spin_lock_irqsave(&gpio_lock, flags); if (!gpio_is_valid(gpio))
goto done;
// 这儿从 gpio_desc 数组中取了一个 gpio_desc 结构体
// 后面的代码基本上都是基于这个结构体进行的操作
// 我们是从数组中取了一个 gpio 的描写叙述,这个描写叙述应该是在 gpio 注冊的时候加入到这个数组的
// 以这个数组为线索。看看 gpio 是怎样注冊的
desc = &gpio_desc[gpio];
chip = desc->chip;
if (chip == NULL)
goto done; if (!try_module_get(chip->owner))
goto done; /* NOTE: gpio_request() can be called in early boot,
* before IRQs are enabled, for non-sleeping (SOC) GPIOs.
*/ if (test_and_set_bit(FLAG_REQUESTED, &desc->flags) == 0) {
desc_set_label(desc, label ? : "?");
status = 0;
} else {
status = -EBUSY;
module_put(chip->owner);
goto done;
} if (chip->request) {
/* chip->request may sleep */
spin_unlock_irqrestore(&gpio_lock, flags);
status = chip->request(chip, gpio - chip->base);
spin_lock_irqsave(&gpio_lock, flags); if (status < 0) {
desc_set_label(desc, NULL);
module_put(chip->owner);
clear_bit(FLAG_REQUESTED, &desc->flags);
}
} done:
if (status)
pr_debug("gpio_request: gpio-%d (%s) status %d\n",
gpio, label ? : "?", status);
spin_unlock_irqrestore(&gpio_lock, flags);
return status;
}

以数组 gpio_desc 为线索。

既然我们申请 GPIO 的时候是从这个数字中取数据,那么注冊 GPIO 的时候就应该往这个数字中加入数据了。

反过来,往这个数组加入数据的地方应该也就是注冊 GPIO 的地方了。

这个数组定义在 Gpiolib.c 文件里:

static struct gpio_desc gpio_desc[ARCH_NR_GPIOS];

搜索发现。 gpiochip_add 函数中有给数组 gpio_desc 赋值。

看看谁调用了函数 gpiochip_add 。

平台相关文件夹下的 Gpio.c 文件里的 mxc_gpio_init 函数调用了 gpiochip_add :

		if (!initialed)
/* its a serious configuration bug when it fails */
BUG_ON(gpiochip_add(&port[i].chip) < 0);

继续往上找,平台相关文件夹下的 Devices.c 有例如以下函数:

int mx6q_register_gpios(void)
{
/* 7 ports for Mx6 */
return mxc_gpio_init(mxc_gpio_ports, 7);
}

mxc_gpio_ports 的定义:

static struct mxc_gpio_port mxc_gpio_ports[] = {
{
.chip.label = "gpio-0",
.base = IO_ADDRESS(GPIO1_BASE_ADDR),
.irq = MXC_INT_GPIO1_INT15_0_NUM,
.irq_high = MXC_INT_GPIO1_INT31_16_NUM,
.virtual_irq_start = MXC_GPIO_IRQ_START
},
{
.chip.label = "gpio-1",
.base = IO_ADDRESS(GPIO2_BASE_ADDR),
.irq = MXC_INT_GPIO2_INT15_0_NUM,
.irq_high = MXC_INT_GPIO2_INT31_16_NUM,
.virtual_irq_start = MXC_GPIO_IRQ_START + 32 * 1
},
{
.chip.label = "gpio-2",
.base = IO_ADDRESS(GPIO3_BASE_ADDR),
.irq = MXC_INT_GPIO3_INT15_0_NUM,
.irq_high = MXC_INT_GPIO3_INT31_16_NUM,
.virtual_irq_start = MXC_GPIO_IRQ_START + 32 * 2
},
{
.chip.label = "gpio-3",
.base = IO_ADDRESS(GPIO4_BASE_ADDR),
.irq = MXC_INT_GPIO4_INT15_0_NUM,
.irq_high = MXC_INT_GPIO4_INT31_16_NUM,
.virtual_irq_start = MXC_GPIO_IRQ_START + 32 * 3
},
{
.chip.label = "gpio-4",
.base = IO_ADDRESS(GPIO5_BASE_ADDR),
.irq = MXC_INT_GPIO5_INT15_0_NUM,
.irq_high = MXC_INT_GPIO5_INT31_16_NUM,
.virtual_irq_start = MXC_GPIO_IRQ_START + 32 * 4
},
{
.chip.label = "gpio-5",
.base = IO_ADDRESS(GPIO6_BASE_ADDR),
.irq = MXC_INT_GPIO6_INT15_0_NUM,
.irq_high = MXC_INT_GPIO6_INT31_16_NUM,
.virtual_irq_start = MXC_GPIO_IRQ_START + 32 * 5
},
{
.chip.label = "gpio-6",
.base = IO_ADDRESS(GPIO7_BASE_ADDR),
.irq = MXC_INT_GPIO7_INT15_0_NUM,
.irq_high = MXC_INT_GPIO7_INT31_16_NUM,
.virtual_irq_start = MXC_GPIO_IRQ_START + 32 * 6
},
};

继续往上,找到了同文件夹下 Irq.c 文件里的 mx6_init_irq 函数调用了 mx6q_register_gpios 。

board.c 文件里将 mx6_init_irq 函数赋值给了 machine_desc 结构体的 init_irq 函数:

MACHINE_START(MX6XXXX, "Freescale i.MX 6 Board")
.boot_params = MX6_PHYS_OFFSET + 0x100,
.fixup = fixup_mxc_board,
.map_io = mx6_map_io,
.init_irq = mx6_init_irq,
.init_machine = mx6_board_init,
.timer = &mxc_timer,
.reserve = mx6q_reserve,
MACHINE_END

arch/arm/kernel/irq.c 文件里有下面函数:

void __init init_IRQ(void)
{
machine_desc->init_irq();
}

init/main.c 文件里的 start_kernel 函数调用了 init_IRQ 。

至于 start_kernel 函数何时被调用。有时间再作研究。

总结一下 GPIO 的注冊过程:

start_kernel 函数会调用 init_IRQ 函数。

init_IRQ 函数调用了 machine_desc 结构体的 init_irq 函数。

machine_desc 结构体在 board.c 文件里定义,当中 init_irq 被赋值为 mx6_init_irq 。

mx6_init_irq 函数中调用了 mx6q_register_gpios 函数。

mx6q_register_gpios 函数的定义见前文,当中调用了函数 mxc_gpio_init 。

函数 mxc_gpio_init 的实现:

int mxc_gpio_init(struct mxc_gpio_port *port, int cnt)
{
int i, j;
static bool initialed; /* save for local usage */
// port 是前面定义的数组 mxc_gpio_ports , cnt 是数组中元素的个数
mxc_gpio_ports = port;
gpio_table_size = cnt; printk(KERN_INFO "MXC GPIO hardware\n"); for (i = 0; i < cnt; i++) {
/* disable the interrupt and clear the status */
__raw_writel(0, port[i].base + GPIO_IMR);
__raw_writel(~0, port[i].base + GPIO_ISR);
for (j = port[i].virtual_irq_start;
j < port[i].virtual_irq_start + 32; j++) {
irq_set_lockdep_class(j, &gpio_lock_class);
/*
static struct irq_chip gpio_irq_chip = {
.name = "GPIO",
.irq_ack = gpio_ack_irq,
.irq_mask = gpio_mask_irq,
.irq_unmask = gpio_unmask_irq,
.irq_set_type = gpio_set_irq_type,
.irq_set_wake = gpio_set_wake_irq,
};
*/
/**
* handle_level_irq - Level type irq handler
* @irq: the interrupt number
* @desc: the interrupt description structure for this irq
*
* Level type interrupts are active as long as the hardware line has
* the active level. This may require to mask the interrupt and unmask
* it after the associated handler has acknowledged the device, so the
* interrupt line is back to inactive.
*/
irq_set_chip_and_handler(j, &gpio_irq_chip,
handle_level_irq);
set_irq_flags(j, IRQF_VALID);
} /* register gpio chip */
// mxc_gpio_direction_input 将相应 gpio 设置为输入。 mxc_gpio_direction_output 将相应 gpio 设置为输出。并会设置一个初始值
// 这儿的输入/输出是对 cpu 来说的
port[i].chip.direction_input = mxc_gpio_direction_input;
port[i].chip.direction_output = mxc_gpio_direction_output;
// 获取/设置 gpio 状态
port[i].chip.get = mxc_gpio_get;
port[i].chip.set = mxc_gpio_set;
port[i].chip.base = i * 32;
port[i].chip.ngpio = 32; spin_lock_init(&port[i].lock); if (!initialed)
/* its a serious configuration bug when it fails */
// 加入 gpio chip , 调用的是我们前面用到的一个线索函数, 该函数中有给 gpio_desc 数组赋值
BUG_ON(gpiochip_add(&port[i].chip) < 0); if (cpu_is_mx1() || cpu_is_mx3() || cpu_is_mx25() ||
cpu_is_mx51() || cpu_is_mx53() || cpu_is_mx6q() ||
cpu_is_mx6dl() || cpu_is_mx6sl()) {
/* setup one handler for each entry */
irq_set_chained_handler(port[i].irq,
mx3_gpio_irq_handler);
irq_set_handler_data(port[i].irq, &port[i]);
if (port[i].irq_high) {
/* setup handler for GPIO 16 to 31 */
irq_set_chained_handler(port[i].irq_high,
mx3_gpio_irq_handler);
irq_set_handler_data(port[i].irq_high,
&port[i]);
}
}
}
initialed = true;
if (cpu_is_mx2()) {
/* setup one handler for all GPIO interrupts */
irq_set_chained_handler(port[0].irq, mx2_gpio_irq_handler);
irq_set_handler_data(port[0].irq, port);
} return 0;
}

gpiochip_add 函数的实现:

/**
* gpiochip_add() - register a gpio_chip
* @chip: the chip to register, with chip->base initialized
* Context: potentially before irqs or kmalloc will work
*
* Returns a negative errno if the chip can't be registered, such as
* because the chip->base is invalid or already associated with a
* different chip. Otherwise it returns zero as a success code.
*
* When gpiochip_add() is called very early during boot, so that GPIOs
* can be freely used, the chip->dev device must be registered before
* the gpio framework's arch_initcall(). Otherwise sysfs initialization
* for GPIOs will fail rudely.
*
* If chip->base is negative, this requests dynamic assignment of
* a range of valid GPIOs.
*/
int gpiochip_add(struct gpio_chip *chip)
{
unsigned long flags;
int status = 0;
unsigned id;
int base = chip->base; if ((!gpio_is_valid(base) || !gpio_is_valid(base + chip->ngpio - 1))
&& base >= 0) {
status = -EINVAL;
goto fail;
} spin_lock_irqsave(&gpio_lock, flags); if (base < 0) {
base = gpiochip_find_base(chip->ngpio);
if (base < 0) {
status = base;
goto unlock;
}
chip->base = base;
} /* these GPIO numbers must not be managed by another gpio_chip */
for (id = base; id < base + chip->ngpio; id++) {
if (gpio_desc[id].chip != NULL) {
status = -EBUSY;
break;
}
}
if (status == 0) {
for (id = base; id < base + chip->ngpio; id++) {
// 发现这儿仅仅是赋值了 gpio_desc 成员的 chip 成员
gpio_desc[id].chip = chip; /* REVISIT: most hardware initializes GPIOs as
* inputs (often with pullups enabled) so power
* usage is minimized. Linux code should set the
* gpio direction first thing; but until it does,
* we may expose the wrong direction in sysfs.
*/
gpio_desc[id].flags = !chip->direction_input
? (1 << FLAG_IS_OUT)
: 0;
}
} of_gpiochip_add(chip); unlock:
spin_unlock_irqrestore(&gpio_lock, flags); if (status)
goto fail; // 创建设备。 并加入相应的 sysfs
status = gpiochip_export(chip);
if (status)
goto fail; return 0;
fail:
/* failures here can mean systems won't boot... */
pr_err("gpiochip_add: gpios %d..%d (%s) failed to register\n",
chip->base, chip->base + chip->ngpio - 1,
chip->label ? : "generic");
return status;
}

gpio_desc 结构体的定义:

struct gpio_desc {
struct gpio_chip *chip;
unsigned long flags;
/* flag symbols are bit numbers */
#define FLAG_REQUESTED 0
#define FLAG_IS_OUT 1
#define FLAG_RESERVED 2
#define FLAG_EXPORT 3 /* protected by sysfs_lock */
#define FLAG_SYSFS 4 /* exported via /sys/class/gpio/control */
#define FLAG_TRIG_FALL 5 /* trigger on falling edge */
#define FLAG_TRIG_RISE 6 /* trigger on rising edge */
#define FLAG_ACTIVE_LOW 7 /* sysfs value has active low */ #define ID_SHIFT 16 /* add new flags before this one */ #define GPIO_FLAGS_MASK ((1 << ID_SHIFT) - 1)
#define GPIO_TRIGGER_MASK (BIT(FLAG_TRIG_FALL) | BIT(FLAG_TRIG_RISE)) #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
const char *label;
#endif
};

版权声明:本文博主原创文章,博客,未经同意不得转载。

Linux GPIO 注册和应用的更多相关文章

  1. Linux GPIO键盘驱动开发记录_OMAPL138

    Linux GPIO键盘驱动开发记录_OMAPL138 Linux基本配置完毕了,这几天开始着手Linux驱动的开发,从一个最简单的键盘驱动开始,逐步的了解开发驱动的过程有哪些.看了一下Linux3. ...

  2. R0-R37它是Arm 寄存器,那是,CPU内部。和GPIO注册所有外设。换句话说,要是arm的cpu,它包含了其他芯片公司将有R0-R37,和GPIO寄存器只有一个特定的芯片。

    R0-R37它是Arm 寄存器.那是,CPU内部.和GPIO注册所有外设. 换句话说,要是arm的cpu,它包含了其他芯片公司将有R0-R37,和GPIO有. 版权声明:本文博主原创文章.博客,未经同 ...

  3. Linux GPIO控制方法

    Linux GPIO控制方法 kernel version 4.4.12 在文件系统层: 1. 进入 /sys/class/gpio/ 目录 2. 假设你想控制的GPIO0_29,步骤如下: 1. e ...

  4. [gpio]Linux GPIO简单使用方式1-sysfs

    转自:http://blog.csdn.net/drivermonkey/article/details/20132241 1.1.References 1.2.GPIO Usage from a L ...

  5. RedHat Linux下注册Apache为系统服务并设为开机启动

    1.系统环境: 操作系统:Red Hat Enterprise Linux Server release 5.4 Apache版本:httpd-2.2.19 2.注册服务 #将apachectl复制到 ...

  6. 【linux】 linux gpio操作

    欢迎转载,转载时需保留作者信息,谢谢. 邮箱:tangzhongp@163.com 博客园地址:http://www.cnblogs.com/embedded-tzp Csdn博客地址:http:// ...

  7. Davinci DM6446开发攻略——LINUX GPIO驱动源码移植

    一.             DM6446 GPIO的介绍      说到LINUX 驱动移植,没有移植过的朋友,或刚刚进入LINUX领域的朋友,最好去看看<LINUX 设备驱动程序>第三 ...

  8. linux中注册系统服务—service命令的原理通俗

    能够使用service命令进行操作的,就是已经注册成为linux的系统服务了.window中也可以注册成为系统服务的办法. service命令用的次数真不少,就是比较多的关联点,用了很多次了,还是有些 ...

  9. Linux 系统服务注册

    Linux注册系统服务步骤 1.编写服务脚本 2.拷贝到/etc/init.d目录下 3.为服务脚本添加可执行权限   >>chmod a+x xxxd 4.添加到系统服务中        ...

随机推荐

  1. Autofac 入门

    Autofac 入门文档 原文链接:http://docs.autofac.org/en/latest/getting-started/index.html 在程序中使用Autofac的基本模式是: ...

  2. A WPF/MVVM Countdown Timer

    Introduction This article describes the construction of a countdown timer application written in C# ...

  3. Directx11学习笔记【十四】 使用最新的Effect框架和SDK

    由于之前一直在看directx11龙书学习,因此sdk一直用的Microsoft DirectX SDK (June 2010) 版本,最近在stackoverflow上问dx11相关问题时,一直被大 ...

  4. [LeetCode82]Remove Duplicates from Sorted List II

    题目: Given a sorted linked list, delete all nodes that have duplicate numbers, leaving only distinct  ...

  5. hbase开放lzo压缩

    hbase仅仅支持对gzip的压缩,对lzo压缩支持不好. 在io成为系统瓶颈的情况下,一般开启lzo压缩会提高系统的吞吐量. 但这须要參考详细的应用场景,即是否值得进行压缩.压缩率是否足够等等.  ...

  6. JavaFX横幅类游戏开发 教训 游戏贴图

    上一节课,我们即将完成战旗Demo有了一个大概的了解.教训这,我们将学习绘制游戏地图. 由于JavaFX 2.2中添加了Canvas相关的功能,我们就能够使用Canvas来实现游戏绘制了. 游戏地图绘 ...

  7. ASP.NET自定义控件组件开发 第四章 组合控件开发CompositeControl

    原文:ASP.NET自定义控件组件开发 第四章 组合控件开发CompositeControl 第四章 组合控件开发CompositeControl 大家好,今天我们来实现一个自定义的控件,之前我们已经 ...

  8. 【Android基础】listview控件的使用(3)------Map与SimpleAdapter组成的多显示条目的Listview

    前面介绍的两种listview的使用都是最基础的,所以有很大的局限性,比如只能在一个item(即每一行的条目)中显示一个文本信息,这一篇我将介绍Map与SimpleAdapter组成的多显示条目的Li ...

  9. 一个简单的RPC框架

    一个 系统模型 二.数据库代码实现 1. mkdir database cd database vim dbInit.c /* * * Database Init tool * */ #include ...

  10. Effective Java (7) - 避免终止方法

    一. 基本概念 1. 所谓的终结方法事实上是指finalize(). 2. Java的垃圾回收机制仅仅负责内存相关清理.其它资源的清理(释放文件.释放DB连接)须要程序猿手动完毕. 3. 调用Syst ...