0730_驱动1 gpio子系统

一、介绍gpio子系统

1.1基于gpio子系统框架

1.2基于gpio子系统API接口

#include <linux/of_gpio.h>
int of_get_named_gpio(struct device_node *np,
                                   const char *propname, int index)
函数功能：获取gpio编号
参数：
    np：节点结构体指针
    propname：属性名字
    index：索引号
返回值：
    成功获取到的gpio编号
    失败返回<0

#include <linux/gpio.h>  
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label);    
函数功能：申请gpio编号
参数：
    gpio：获取到的gpio编号
    label：NULL
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1

int gpio_direction_input(unsigned gpio)    
函数功能：设置gpio编号为输入模式
参数：
    gpio：获取到的gpio编号
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1
    
int gpio_get_value(unsigned int gpio)
函数功能：读取gpio编号的值
参数：
    gpio：获取到的gpio编号
返回值：
    返回值0：表示低电平
    返回值1：表示高电平
        
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
void gpio_set_value(unsigned int gpio, int value)
函数功能：设置gpio编号输出高低电平
参数：
    gpio：获取到的gpio编号
    value：
        写0：输出低电平
        写1：输出高电平
返回值：
    成功返回0
    失败返回-1
            
void gpio_free(unsigned gpio);
函数功能：释放gpio编号
参数：
   gpio：申请的gpio编号 
返回值：无

二、分析gpio子系统设备树

2.1引脚编号

2.2编写思路 

1. 通过以上框图分析可知三盏灯对应的引脚编号
2. led1/led3与GPIOE控制器连接
3. led2与GPIOF控制器连接
4. 在linux内核中，所有的控制器已经编写实现
5. 所以对于驱动工程师，只需要引用对应的控制器

2.3分析设备树 

1、进入设备树目录，打开设备树源文件，搜索gpioe控制器
    linux@ubuntu:~/linux-5.10.61$ cd arch/arm/boot/dts/
    linux@ubuntu:~/linux-5.10.61/arch/arm/boot/dts$ vi stm32mp157a-fsmp1a.dts 
    linux@ubuntu:~/linux-5.10.61/arch/arm/boot/dts$ vi stm32mp157.dtsi
    linux@ubuntu:~/linux-5.10.61/arch/arm/boot/dts$ vi stm32mp153.dtsi
    linux@ubuntu:~/linux-5.10.61/arch/arm/boot/dts$ vi stm32mp151.dtsi
2、打开stm32mp151.dtsi， 搜索gpioe控制器，出现如下节点，分析gpioe节点   
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    解释：address-cells和size-cells修饰子节点中固定含义键reg
    address-cells：表示地址个数
    size-cells：表示长度个数

    gpioe: gpio@50006000 {  =======> 将gpio@50006000起别名为gpioe                                                                              
        gpio-controller; =======> 空属性，没有实际含义，只起到标识作用
        #gpio-cells = <2>;  =======> 子节点在引用gpioe控制器时，需要填充2个成员


        reg = <0x50006000 0x400>; =======> reg是固定含义键
        clocks = <&rcc GPIOE>; =======> GPIOE组时钟使能

        status = "disabled"; =======> GPIOE组控制器状态禁止
    };
3、打开stm32mp15xxac-pinctrl.dtsi， 搜索gpioe控制器，出现如下节点，分析gpioe节点      
    linux@ubuntu:~/linux-5.10.61/arch/arm/boot/dts$ vi stm32mp15xxac-pinctrl.dtsi
        gpioe: gpio@50006000 { =======> 将gpio@50006000起别名为gpioe                                                                                           
            status = "okay"; =======> GPIOE组控制器状态使能
            ngpios = <16>; =======> gpio每组有16个引脚
            gpio-ranges = <&pinctrl 0 64 16>; =======> gpioe组引脚编号范围
        };     
4、通过以上分析，引用gpioe和gpiof组控制器 &gpioe &gpiof        

三、编写gpio子系统设备树

3.1参考内核帮助文档

3.2编写gpio子系统设备树步骤

1. 进入设备树目录，打开设备树源文件
2. 添加gpio子系统设备树节点信息
3. 编译设备树，并且拷贝到~/tftpboot目录下
4. 开发板一定重新上电!!!!!!!!!
5. 打开串口工具，开发板重新上电，加载最新设备树

四、gpio子系统练习

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/gpio.h>

/*
myled{//基于gpio子系统设备树
    led1 = <&gpioe 10 0>; //led1 PE10
    led2 = <&gpiof 10 0>; //led2 PF10
    led3 = <&gpioe 8 0>; //led3 PE8
}; 
*/
struct device_node* node;
unsigned int gpionum;
static int __init demo_init(void)
{
    //获取myled节点
    node = of_find_node_by_path("/myled");
    if(node == NULL){
        printk("of find node by path is error\n");
        return -EIO;
    }
    //获取gpio编号
    gpionum = of_get_named_gpio(node,"led1",0);
    if(gpionum < 0){
        printk("of get named gpio is error\n");
        return -EIO;
    }
    //申请gpio编号
    gpio_request(gpionum,NULL);
    //设置gpio引脚输出高电平
    gpio_direction_output(gpionum,1);
    return 0;
}

static void __exit demo_exit(void)
{
    //设置gpio引脚输出低电平
    gpio_direction_output(gpionum,0);
    //释放gpio编号
    gpio_free(gpionum);
}

module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");