一文搞懂|Linuxpinctrl/gpio子系统

前言

注： 所有文章基于linux-3.13以上，本系列主要介绍 GPIO的一些基本知识，驱动操作GPIO的接口，应用层通过sysfs操作GPIO的接口，GPIO一些debug信息查看，以及对高通相关GPIO的寄存器操作。分享给刚刚接触外设bsp的小伙伴们。当然后面有时间还会分享GPIO子系统框架和pinctrl子系统框架，先知道黑盒怎么使用，然后咱再打开仔细瞅瞅。

本篇为驱动申请GPIO和操作GPIO接口篇，分别介绍驱动通过GPIO子系统和PINCTRL 子系统提供的接口对GPIO的操作

GPIO 子系统操作GPIO

GPIO子系统接口简介

相关实现在driver/gpio/gpiolib.c 下

1、gpio_request 申请GPIO

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

参数解析：

• gpio: gpio编号
• label: 名称
• 返回值: 成功返回0，失败返回负值

2、gpio_request_one 申请GPIO,同时制定配置方式 输出或输入模式

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

3、gpio_free 释放GPIO

void gpio_free(unsigned gpio)

参数解析：

• gpio: gpio编号

4、gpio_direction_input 设置GPIO为输入模式

int gpio_direction_input(unsigned gpio)

参数解析：

• gpio: gpio编号
• 返回值: 成功返回0，失败返回负值

5、gpio_direction_output 设置GPIO为输出模式

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

参数解析：

• gpio: gpio编号
• value: 设置为输出模式时的初始值
• 返回值: 成功返回0，失败返回负值

6、gpio_set_value 设置(写)GPIO的值

void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)
#define gpio_set_value  __gpio_set_value

• gpio: gpio编号
• value: 设置的值
• 返回值: 成功返回0，失败返回负值

7、gpio_get_value 获取(读)GPIO的值

int __gpio_get_value(unsigned gpio)
#define gpio_get_value  __gpio_get_value

• gpio: gpio编号
• 返回值: 获取的值

8、gpio_to_irq 内核通过调用该函数将gpio端口转换为中断

int gpio_to_irq(unsigned gpio); 

• gpio: gpio编号
• 返回值:中断编号可以传给request_irq()和free_irq()

举个例子：单个GPIO

申请gpio4，输出模式，输出高（从设备树配置）

设备树设置

gpio_test{
 status="ok";
 gpio_req=<&tlmn 4 0>;

代码实现

struct device dev;
gpio4 = of_get_named_gpio(dev.of_node,"gpio_req", 0);
err = gpio_request(gpio4, "qti-can-reset");
 if (err < 0) {
         return err;
 } 
gpio_direction_output(gpio4, 0);                
gpio_set_value(gpio4,1);                

GPIO数组申请一个gpio数组 [36,42,132]，主要是设备树 设备树

gpios = <&tlmm 36 0>,
                <&tlmm 42 0>,
                <&tlmm 132 0>；
        qcom,gpio-reset = <1>;
        qcom,gpio-standby = <2>;
        qcom,gpio-req-tbl-num = <0 1 2>;  
        qcom,gpio-req-tbl-flags = <1 0 0>; 
        qcom,gpio-req-tbl-label = "CAMIF_MCLK2",  
                                                                "CAM_RESET2",
                                                               "CAM_STANDBY2";

解析：

PINCTRL 子系统操作GPIO

pinctrl 子系统相关接口

1、devm_pinctrl_get 解析对应的设备树，获取pinctrl资源

struct pinctrl *devm_pinctrl_get(struct device *dev)

• dev: 驱动设备结构体
• 返回值：pinctrl节点

2、pinctrl_lookup_state 获取各种state的gpio配置

struct pinctrl_state *pinctrl_lookup_state(struct pinctrl *p, const char *name) 

• p: pinctrl节点
• name：gpio配置的名字

3、pinctrl_select_state 将上面获取的指定state状态设置到硬件中*/

int pinctrl_select_state(struct pinctrl *p, struct pinctrl_state *state)

举个例子

高通的配置为例子

在pinctrl设备树添加一个节点

&tlmn{
 
 pin_teset_default:pin_teset_default{
                 mux {
                          pins = "gpio0", "gpio1"; 
                          function = "qup00";
                  };
                  config {
                          pins = "gpio0", "gpio1"; 
                          drive-strength = <2>;
                          bias-disable;
                  };
 }
}

在xxx.dtsi中添加一个设备 使用

pinctrl_test{
  status="ok";
  pinctrl-name="default";
  pinctrl-0=<&pin_teset_default>;
}

代码实现

dev->pins->p = devm_pinctrl_get(dev);

 dev->pins->default_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_DEFAULT); 
  pinctrl_select_state(dev->pins->p, dev->pins->default_state);

probe自动配置pinctrl

如上个例子中，我们是不需要自己进行pinctrl适配的，device和驱动在匹配之后会进行适配。调用我们驱动的probe时，pinctrl相关已经初始化好了。获取相关状态和设置相关状态

__device_attach
    bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, &data, __device_attach_driver);
        __device_attach_driver 
            driver_match_device(drv, dev); 
            driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
                really_probe
                    pinctrl_bind_pins 
                        drv->probe(dev)


int pinctrl_bind_pins(struct device *dev)
{
   
   dev->pins->p = devm_pinctrl_get(dev);

   
   dev->pins->default_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_DEFAULT); 
   dev->pins->init_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_INIT);
   
   if (IS_ERR(dev->pins->init_state)) {
       
       ret = pinctrl_select_state(dev->pins->p, dev->pins->default_state); 
   } else {
       ret = pinctrl_select_state(dev->pins->p, dev->pins->init_state);
   }

#ifdef CONFIG_PM 
   dev->pins->sleep_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_SLEEP);
   dev->pins->idle_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_IDLE);
#endif

   return 0;
}