驱动开发学习20250529

引脚控制和GPIO子系统

引脚:元件的引出线

引脚多路复用:引脚工作模式的选择机制

引脚控制器:负责引脚工作模式的选择

引脚控制子系统功能:

  • 引脚复用:使同一引脚能构重用于不同的目的。多路复用会影响引脚组或单个引脚
  • 引脚配置:应用引脚的电气特性,如上拉、下拉、驱动强度、去抖间隔等

pinctrl和设备树

pinctrl只是收集引脚的方式,并将它们传递给驱动程序。引脚控制器驱动程序负责解析DT中的引脚描述,并将其配置应用到芯片中。

驱动程序通常需要一组两个嵌套节点来描述引脚组配置,

第一个节点描述组的功能,第二个节点用于保存引脚配置

  • pinctrl- :提供设备某种状态所需的pinctrl配置列表。它是phandle列表,指向引脚配置节点。
  • pinctrl-name:为列表中的每个状态提供名称

GPIO子系统

在驱动程序内使用GPIO之前,应先向内核声明它,以获取GPIO所有权,防止其他驱动程序访问相同的GPIO。

获取GPIO所有权后,可以进行如下操作:

  • 设置方向
  • 如果用作输出,则切换其输出状态(线路驱动到高电平或低电平)
  • 如果用作输入,则设置去抖间隔,并读取状态。对于映射到IRQ的GPIO线,则可以定义触发中断的边沿或电平,注册中断发生时要运行的处理程序
    内核中的GPIO处理方式:
    旧:建议弃用基于整数的接口,GPIO由整数表示
    新:推荐使用基于描述符的接口,GPIO由不透明结构表示和描述,具有专用API

基于整数的GPIO接口

头文件:# include <linux/gpio.h>

  1. 声明和配置GPIO:
    static int gpio_request(unsigned gpio, const char *label);

gpio表示gpio号,label是内核用来表示sysfs中GPIO的标签

必须检查该函数的返回值,0代表成功,出错时返回错误代码。

使用GPIO后,应该使用gpio_free()函数释放它

void gpio_free(unsigned int gpio);

static bool gpio_is_valid(int number);//在分配GPIO编号之前检查此编号在系统上是否有效

配置GPIO的输出和输入方向:

cpp 复制代码
static int gpio_direction_input(unsigned gpio);
static int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);

当将GPIO配置为输出时,还有value需要配置,即输出方向有效时GPIO应处的状态。

返回值为0或负的错误码

更改GPIO去抖间隔函数:
static int gpio_set_debounce(unsigned gpio, unsigned debounce);

debounce是以毫秒为单位的去抖时间

  1. 访问GPIO------获取、设置值
  • 在原子上下文内
cpp 复制代码
static int gpio_get_value(unsigned gpio);//GPIO方向为输入时
void gpio_set_value(unsigned int gpio, int value);//GPIO方向为输出时
  • 在非原子上下文内
cpp 复制代码
static int gpio_get_value_cansleep(unsigned gpio);
void gpio_get_value_cansleep(unsigned gpio, int value);
  1. 映射到IRQ的GPIO
    输入GPIO可以做IRQ信号。这种IRQ信号可以是边沿触发或电平触发。
    GPIO控制器负责提供GPIO和IRQ之间的映射。
    int gpio_to_irq(unsigned gpio); //返回值为IRQ号
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