驱动开发之gpiolib库的学习及使用

1.goio库的作用：由于GPIO口较多，当编程人员调用使用GPIO时难免发生不同驱动使用同一个GPIO的情况，因此内核便采用gpio库去帮助统一管理gpio。

2.学习思路：a.了解驱动框架的设置，在内核中提供的接口和在厂商芯片代码的接口。b.以一条主线的方式去追gpio的建立过程，中间涉及的零碎信息也要搞清楚但不要丢失主线。c.区分各结构体信息和作用。d.培养架构思想，因为越复杂的驱动也会有越复杂的架构思想在里面，包含许多软硬件知识。

3.gpio在内核中的建立（以S5PV210为参考）：

a.函数s5pv210_gpiolib_init首先设置结构体：





如图为类型为s3c_gpio_chip的结构体数组。其中每一个表示一个GPIO端口的抽象表现，.base返回一个端口的编号，.ngpio接收一个宏，记录该端口的IO口数量，.lable为端口名，.to_irq接收换算得来的中断号。

部分端口在.chip为还有.base（记录端口的起始地址）和.config（配置）等。

for循环将未配置的结构体设为默认配置，将未提供端口起始地址的数组提供起始地址。其中的偏移量为ox20（可对照数据手册验证）。

b.调用samsung_gpiolib_add_4bit_chips函数。

从函数名即可看出此函数由芯片商提供，4bit表示当前的gpio为4位为一IO引脚设置，S5PV210和未来的趋势也均为向4bit方向发展，而2440等采用的为2bit为一引脚的设置。

该函数依次调用函数samsung_gpiolib_add_4bit2(chip)和s3c_gpiolib_add(chip);

samsung_gpiolib_add_4bit2(chip) ：设置结构体中的direction_input和direction_output函数，即输入模式和输出模式。

在设置的函数中，首先用了container_of的宏去通过该结构体在s3c_gpio_chip的地址信息反推的得到.chip外的.base的起始地址信息（在上面介绍过），通过这样获得端口起始地址去读寄存器信息，位或更改数值后再写入。这便是我们熟悉的“读写改”三部曲。

s3c_gpiolib_add ：检验之前是否初始换输出和输入，若没有采用默认值（追进去发现默认值为2440的方式，即2bit为一个IO口的设置）。由进行了get和set的默认设置。

直到这里便完成了所有gpio的初始化设置，但还没有完成真正的注册。

4.注册：

注册实际上就是gpiochip_add函数将我们完成的整个结构体信息挂接到内核gpio模块的一个gpio_desc数组中去。

从该函数名也可看出这是内核提供的驱动框架，即各家芯片厂商通用的用于向内核注册的接口。

5.驱动框架角度的分析：

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之前的函数介绍均为芯片商与内核之间去建立联系。而我们去使用这些则需要gpio_request（gpio申请）、gpio_free（gpio释放）、 gpio_request_one（申请并设置输入输出）、 gpiochip_is_requested（判断gpio是否被成功申请）、 gpio_direction_input/output（设置输入输出模式）等函数对gpio达到操作的目的。、

以上这些函数本身并不直接操控硬件，而是调用芯片商提供的函数去操控。

gpiolib的建立过程还涉及一些电源管理、自旋锁、睡眠唤醒等设置，详见内核代码吧。

涉及的代码目录大多在arm/arm/mach-s5pv210下，可自行查找。