Linux内核驱动学习（六）GPIO之概览

文章目录

• 前言
• 功能
• 如何使用
• 设备树
• API
• 总结

前言

GPIO(General Purpose Input/Output)通用输入/输出接口，是十分灵活软件可编程的接口，功能强大，十分常用，SOC也非常依赖GPIO，在实际应用中几乎都能看到它的影子，在Linux内核驱动的学习中，这部分相对来说也是比较基础的，但是涉及的东西其实相对来说也比较多，感觉还是很有必要学习和总结一下。

功能

正如之前所说，GPIO是通用输入输出接口，所以，相应的内核驱动中GPIO的基本功能总体可以总结为以下几点：

• 输出设定电平：可以根据用户的需要，向驱动写入相应的值（比如1或0）然后GPIO输出高低电平(高=1；低=0)；
• 读取输入电平：可以读取GPIO上输入的高低电平；实际的应用比如按键或者其他一些传感器的信号；
• 触发外部中断：输入信号可以作为中断信号，包括边沿触发，高电平触发，低电平触发等等；

如何使用

关于如何使用GPIO，从 Linux 2.6.3x以后就开始有gpiolib库了，大大简化了操作GPIO的流程，如何在内核中添加gpiolib的支持呢？可以参考下面的做法；

make menuconfig

Device Drivers  --->
    -*- GPIO Support  --->
        [*]   /sys/class/gpio/... (sysfs interface)

究其原理的话，追本溯源可能篇幅会很长，后面再现学现卖，对于单纯使用GPIO，感觉应该有以下几个步骤：

• 在你的设备节点里添加gpios属性；例如：
  
  gpios = <0 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
• 在驱动中解析设备树中的节点gpios；
• 调用gpiolib的接口可以在驱动中对gpio进行操作；
• 设置具体的gpio的功能：
  • 设置为输出引脚；
  • 设置为输入引脚；
  • 设置为外部中断；

设备树

相应的设备树可以写成

gpio_keys {
 	compatible = “gpio-keys”;
 	...
	button@1 {
		wakeup-source;
		linux,code = <KEY_ESC>;
		label = “ESC”;
	 	gpios = <&gpio0 0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
 	};
};

API

函数	功能
bool gpio_is_valid(int number)	判断当前gpio是否有效
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)	申请gpio的资源
void gpio_free(unsigned gpio)	释放已经申请的gpio资源
int gpio_direction_input(unsigned gpio)	设置为输入
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)	设置为输出
int gpio_get_value(unsigned gpio)	获取输入值
void gpio_set_value(unsigned gpio, int value)	设置输出值
int gpio_to_irq(unsigned gpio)	获取gpio上的中断号
int irq_to_gpio(unsigned int irq)	获取中断号对应的gpio
int devm_gpio_request_one(struct device *dev, unsigned gpio,unsigned long flags, const char *label)	为gpio分配外部中断资源
void devm_gpio_free(struct device *dev, unsigned int gpio)	释放已经申请的中断资源

这里先大致介绍一下一般会用到的接口，还有一些遗漏，以后会慢慢补充。

总结

这里我简单介绍了gpio，罗列了一下Linux操作gpio可能会涉及到的知识点，包括需要对在设备树里注册节点，一些gpiolib的常用接口，这里还没有给出详细的实现代码，后面会对每一个部分的使用单独进行介绍，包括输入输出，中断唤醒，Input设备等等，篇幅和能力有限，如有错误，不吝赐教。