linux驱动（七）gpiolib库详解

1：什么是gpiolib，为什么要有gpiolib？

linux中从2.6.35以后就开始有gpiolib库了，gpiolib的作用是对所有的gpio实行统一管理，因为驱动在工作的时候，会出现好几个驱动共同使用同一个gpio的情况；

这会造成混乱。所以内核提供了一些方法来管理gpio资源；

2：如何学习gpiolib

第一：gpiolib库的建立；

第二：gpiolib库的使用方法：申请、使用、释放；

3：我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;

};

内核中建立了

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

　这个数组的所有元素是与数据手册中的所有gpio是一一对应的；

我们首先来分析一下.chip->base中的值 通过一下几个宏定义我们可以知道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；

然后是对chip->base 赋值

chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);

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

可以看出chip->base是把gpio的虚拟地址赋值给chip->base，每个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);

}

这个函数的作用是对每个chip->chip的direction_input direction_output两个函数赋值

下面看一下s3c_gpiolib_add函数都做了什么：

    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，注册就是把我们封装的gpio的所有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

把自己开发板的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，构建的实质是把所有的gpio结构体进行初始化，并且放到内核中gpio_desc这个结构体数组中；

下面看一下我们在开发驱动的时候如何使用gpiolib库

首先要了解一下linux内核工程师给我们开发的接口：

文件：/drivers/gpio/gpiolib.c文件中提供所有的接口

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以后把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    这里注意由于前面加了__是内核用的函数所以我们不能用这个函数

在/arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio.h中定义了以下宏；所以我们使用的时候直接包含这个头文件使用gpio_get_value 函数即可

#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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