linux驱动（七）gpiolib库详解

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1：什么是gpiolib，为何要有gpiolib？

linux中从2.6.35之后就开始有gpiolib库了，gpiolib的做用是对全部的gpio实行统一管理，由于驱动在工做的时候，会出现好几个驱动共同使用同一个gpio的状况；

这会形成混乱。因此内核提供了一些方法来管理gpio资源；

2：如何学习gpiolib

第一：gpiolib库的创建；

第二：gpiolib库的使用方法：申请、使用、释放；

3：

　　咱们首先来看一下这个文件：mach-smdkc110.c这个文件：

smdkc110_map_io

　　　　s5pv210_gpiolib_init  这个函数是gpiolib的初始化函数

__init int s5pv210_gpiolib_init(void)
{
    struct s3c_gpio_chip *chip = s5pv210_gpio_4bit;
    int nr_chips = ARRAY_SIZE(s5pv210_gpio_4bit);
    int i = 0;

    for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
        if (chip->config == NULL)
            chip->config = &gpio_cfg;
        if (chip->base == NULL)
            chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);
    }

    samsung_gpiolib_add_4bit_chips(s5pv210_gpio_4bit, nr_chips);

    return 0;
}

gpiolib库的初始化实质就是对这个结构体数组进行赋值；

下面看一下这个结构体

struct s3c_gpio_chip {
    struct gpio_chip    chip;
    struct s3c_gpio_cfg    *config;
    struct s3c_gpio_pm    *pm;
    void __iomem        *base;
    int            eint_offset;
    spinlock_t         lock;
#ifdef CONFIG_PM
    u32            pm_save[7];
#endif
};

 chpi结构体：为主要结构体

关键几个元素

label

request　　　　//申请gpio

free　　　　　　//释放gpio

direction_input　　　　//输入模式

direction_output　　　　//输出模式

get　　　　　　　　　　//读取gpio的值

set　　　　　　　　　　//写入gpio的值

base　　　　　　　　//gpio基地址 端口地址

ngpio　　　　　　　　//引脚地址

names　　　　　　　　//名字

struct gpio_chip {
    const char        *label;
    struct device        *dev;
    struct module        *owner;

    int            (*request)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);
    void            (*free)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);

    int            (*direction_input)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);
    int            (*get)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);
    int            (*direction_output)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset, int value);
    int            (*set_debounce)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset, unsigned debounce);

    void            (*set)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset, int value);

    int            (*to_irq)(struct gpio_chip *chip,
                        unsigned offset);

    void            (*dbg_show)(struct seq_file *s,
                        struct gpio_chip *chip);
    int            base;
    u16            ngpio;
    const char        *const *names;
    unsigned        can_sleep:1;
    unsigned        exported:1;
};

 

内核中创建了

static struct s3c_gpio_chip s5pv210_gpio_4bit[] 这个数组，将全部的gpio的.chip结构体中的一些元素初始化

　这个数组的全部元素是与数据手册中的全部gpio是一一对应的；

 

 咱们首先来分析一下.chip->base中的值 经过一下几个宏定义咱们能够知道gpa0中 chip->.chip->base中的值为 0 gpa1中chip->.chip->base中的值为9 这个数字数对应端口的io口的号码；

#define S5PV210_GPA0(_nr) (S5PV210_GPIO_A0_START + (_nr))
#define S5PV210_GPA1(_nr) (S5PV210_GPIO_A1_START + (_nr)) 

S5PV210_GPIO_A0_START = 0,
S5PV210_GPIO_A1_START = S5PV210_GPIO_NEXT(S5PV210_GPIO_A0),

#define S5PV210_GPIO_NEXT(__gpio) \
((__gpio##_START) + (__gpio##_NR) + CONFIG_S3C_GPIO_SPACE + 1) 

#define S5PV210_GPIO_A0_NR (8)
#define S5PV210_GPIO_A1_NR (4)
#define S5PV210_GPIO_B_NR (8)
#define S5PV210_GPIO_C0_NR (5)

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 接下来是对

chip->config = &gpio_cfg;

chip->config结构体赋值；

而后是对chip->base 赋值

chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);

 #define S5PV210_BANK_BASE(bank_nr) (S5P_VA_GPIO + ((bank_nr) * 0x20)

 能够看出chip->base是把gpio的虚拟地址赋值给chip->base，每一个gpio的地址差0x20；

 下面看一下

samsung_gpiolib_add_4bit_chips(s5pv210_gpio_4bit, nr_chips); 这个函数

void __init samsung_gpiolib_add_4bit_chips(struct s3c_gpio_chip *chip,
                       int nr_chips)
{
    for (; nr_chips > 0; nr_chips--, chip++) {
        samsung_gpiolib_add_4bit(chip);
        s3c_gpiolib_add(chip);
    }
}

这个函数中调用了两个函数

samsung_gpiolib_add_4bit_chips

　　　　samsung_gpiolib_add_4bit

　　　　s3c_gpiolib_add

void __init samsung_gpiolib_add_4bit(struct s3c_gpio_chip *chip)
{
    chip->chip.direction_input = samsung_gpiolib_4bit_input;
    chip->chip.direction_output = samsung_gpiolib_4bit_output;
    chip->pm = __gpio_pm(&s3c_gpio_pm_4bit);
}

这个函数的做用是对每一个chip->chip的direction_input direction_output两个函数赋值

下面看一下s3c_gpiolib_add函数都作了什么：

    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;

继续对chip->中的元素进行赋值，set get赋值，

ret = gpiochip_add(gc);

最后注册这些gpio_chip结构体；

注册的实质是：在linux内核中有一个gpio_desc结构体数组，注册就是把咱们封装的gpio的全部信息的结构体放到数组的格子中；

static struct gpio_desc gpio_desc[ARCH_NR_GPIOS];　　　

gpiolib库是linux内核工程师以及三星芯片厂商工程师共同完成的，内核工程师提供搭建好底层框架，三星工程师

把本身开发板的gpio初始化并注册到内核提供的数组中去；

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上面讲了gpiolib库的构建，构建的实质是把全部的gpio结构体进行初始化，而且放到内核中gpio_desc这个结构体数组中；

下面看一下咱们在开发驱动的时候如何使用gpiolib库

首先要了解一下linux内核工程师给咱们开发的接口：
文件：/drivers/gpio/gpiolib.c文件中提供全部的接口

1：gpio_request：向内核申请gpio

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

2：gpio_free对应gpio_request，是使用完gpio之后把gpio释放掉

void gpio_free(unsigned gpio)

3：gpiochip_add：向内核注册gpio

int gpiochip_add(struct gpio_chip *chip)

4：gpio_request_one  申请gpio

int gpio_request_one(unsigned gpio, unsigned long flags, const char *label)

5：gpio_request_one申请gpio

int gpio_request_one(unsigned gpio, unsigned long flags, const char *label)

6：gpiochip_is_requested：用来看gpio是否已经使用

const char *gpiochip_is_requested(struct gpio_chip *chip, unsigned offset)

7：gpio_direction_input ：设置gpio输入

int gpio_direction_input(unsigned gpio)

8：gpio_direction_output：gpio输出

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

9：__gpio_get_value ：获取寄存器的值    这里注意因为前面加了__是内核用的函数因此咱们不能用这个函数

在/arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio.h中定义了如下宏；因此咱们使用的时候直接包含这个头文件使用gpio_get_value 函数便可

#define gpio_get_value __gpio_get_value
#define gpio_set_value __gpio_set_value
#define gpio_cansleep __gpio_cansleep
#define gpio_to_irq __gpio_to_irq

int __gpio_get_value(unsigned gpio)

10：__gpio_get_value ：设置寄存器的值

int __gpio_get_value(unsigned gpio)

http://blog.csdn.net/tongxinv/article/details/54790792

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代码实战：