Linux 内核层和 用户层 配置 GPIO 引脚

　　Linux BSP 开发的基础就是和GPIO打交道， 下面总结下这几天对某家开发板的GPIO控制的知识。

　　公司的开发板用的是 DTB  模式 ，首先，进入 dts，dtsi文件查看关于GPIO 的模块。

soc {
                .
                .
                .
        gpio0: gpio@****addr {
            compatible = "**********";
            reg = <0 0x****addr 0 0x50>;
            interrupts = <SPI 4 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
            #gpio-cells = <2>;
            gpio-controller;
            gpio-ranges = <&pfc 0 0 16>;
            #interrupt-cells = <2>;
            interrupt-controller;
            clocks = <&cpg CPG_MOD 912>;
            power-domains = <*****>;
        };
               .
               .
               .

};

　　可以看到 GPIO 节点 挂在 SOC node 下 ，手上这块开发板 把GPIO分成了8个 bank  :  gpio0 - gpio7

　 　 reg =<0 地址 0 长度> 

         #gpio-cells  =<2> 表示 要用2个cell描述一个 GPIO引脚 

　　　　如 I2C中定义 ：  pwd-gpios  = <&gpio6 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

　　　　表示 bank 6 的gpio  用 2个cell 描述  ：7，GPIO_ACTIVE_HIGH （7表示bank 6 下的第七个引脚一般是 GP 6_07表示  ；GPIO_ACTIVE_HIGH则为高电平有效）     

　  　gpio-controller;  interrupt-controller; 表示 bank 0 下的引脚 既可以作为中断引脚 ，也可以作为 通用的GPIO引脚 

         gpio-ranges = <&pfc 0 0 16>;  表示 bank 0下有16个 GPIO引脚 

 　　GPIO 使用 pinctrl 方式来驱动 ，pin control subsystem 会 ：

　　　　1. 枚举所有可用的pin 脚   ,于是每个引脚就有的唯一的 ID （num） ，这个ID 很关键，对于以后的操作。

　　　　

enum {
    PINMUX_RESERVED = 0,

    PINMUX_DATA_BEGIN,
    GP_ALL(DATA), /* add GP_0_1_DATA  ,GP_0_1_DATA..... */
    PINMUX_DATA_END,

#define F_(x, y)

.....
}

　　　　2.管理 这些Pin脚的， 由于pin 可以复用 比如 SPI 和GPIO 复用一个pin脚 如：  GP2_08 / MISO，于是引申出 pin group 和 pin functon 两个概念：

    i2c2_pins: i2c2 {
        groups = "i2c2_a";
        function = "i2c2";
    };

　　　　在dts 中如上所示 ，其中 i2c2_a 在 pinctl 源码中 如下所示，i2c的两根引脚使用 GP5_0 ,GP5_4. 

static const unsigned int i2c2_a_pins[] = {
    /* SDA, SCL */
    GP_PIN(5, 0),GP_PIN(5, 4),
};

　　　　function 如下 ： 

struct sh_pfc_function {
    const char *name;
    const char * const *groups;
    unsigned int nr_groups;
};
#define SH_PFC_FUNCTION(n = i2c2)                
    {                        
        .name = #n,                
        .groups = n##_groups,            
        .nr_groups = ARRAY_SIZE(n##_groups),    
    }

好了 ，基本概念就先写这么多  。

内核层配置 GPIO 

在 写内核驱动的时候 如果希望配置某个GPIO引脚 ， 可以在dts中 添加：  pwd-gpios  = <&gpio0 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

 在 driver 代码中 ,  需要包含 #include <linux/gpio.h>使用 : 

　　　　gpio_id = of_get_named_gpio(your_driver->dev->of_node,"pwd-gpios", 0);

获取 GP0_07的 ID号 ，然后申请 一个GPIO 操作对象。

　　　　if (gpio_is_valid(gpio_id))  //判断一个IO是否合法

　　　　　　devm_gpio_request_one(&platform_device->dev, gpio_id,GPIOF_OUT_INIT_LOW, name);

设置GPIO的方向，如果是输出同时设置电平：
　　　　/* set as input or output, returning 0 or negative errno */
　　　　int gpio_direction_input(unsigned gpio);
　　　　int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);

获取输入引脚的电平：
　　　　/* GPIO INPUT: return zero or nonzero */
　　　　int gpio_get_value(unsigned gpio);

设置输出： 
　　　　void gpio_set_value(unsigned gpio, int value);

释放申请的GPIO对象　

 　　     void gpio_free(unsigned gpio);

将GPIO映射为IRQ中断：
　　　　/* map GPIO numbers to IRQ numbers */
　　　　int gpio_to_irq(unsigned gpio);

　　　　/* map IRQ numbers to GPIO numbers (avoid using this) */
　　　　int irq_to_gpio(unsigned irq);

 设置GPIO IRQ中断类型：

　　　　set_irq_type(gpio_to_irq( gpio), IRQ_TYPE_EDGE_FALLING);

用户层配置 GPIO 

需要确认  内核  menuconfig  中 Device Drivers -》  GPIO Support  设 y .

在 /sys/class/gpio  目录下如下所示 ： 

root@salvator-x:/sys/class/gpio# ls
export         gpiochip361  gpiochip419  gpiochip453  gpiochip496
gpiochip357  gpiochip393  gpiochip437  gpiochip468  unexport

gpiochip 后面的数字 是每个bank 的基地址  也就是  GP0 对应 gpiochip468

那么  GP0_07 的 ID 就是  468 + 7 ；（可能不同的内核版本，或者 开发板不一样 ）通过 ：

root@salvator-x:/sys/class/gpio# echo 475 > export

会对应生成 gpio475 目录 

root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# ls
active_low  device  direction  edge  power  subsystem  uevent  value

通过 

root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo 1 >value 
root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo 0 >value
root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo "in" > direction 
root@salvator-x:/sys/class/gpio/gpio475# echo "out" > direction 

来控制输出输入  ,电平高低 。 

最后，关于 Pinctrl 的内容还有太多要写，就先写到这把。。。。。

来不及写 参考文档了，具体是 结合 wowotech 和 公司的设备，要下班了。。。

 ADD :..........................................................................

获取GPIO不同组 基地址的 bash 命令 ：

for i in gpiochip* ; do echo `cat $i/label`: `cat $i/base` ; done