驱动学习之gpiolib的建立过程

Posted 2020-09-24

1：gpiolib的学习重点

(1)gpiolib的建立过程：gpiolib和虚拟地址映射类似，也是需要一个建立

过程的，因此在学习的时候，我们需要明白gpiolib是什么时候建立的，建立函数在哪被调用的。

(2)gpiolib的使用方法：申请、使用、释放

(3)gpiolib的架构：涉及哪些目录的哪些文件

2：什么是gpiolib，为什么需要使用gpiolib

linux中从2.6.35以后就开始有gpiolib库了，gpiolib的作用是对所有的gpio实行统一管理，因为驱动在工作的时候，会出现好几个驱动共同使用同一个gpio的情况；这会造成混乱。所以内核提供了一些方法来管理gpio资源；

3：gpiolib的初始化函数

在我们的mach-smdkc110.c文件中的

smdkc110_map_io

s5pv210_gpiolib_init  这个函数是gpiolib的初始化函数

smdkc110_map_io这个函数的调用过程，在我们分析静态映射的时候已经分析了。

4：结构体struct s3c_gpio_chip

struct s3c_gpio_chip
 {
    struct gpio_chipchip;
    struct s3c_gpio_cfg*config;
    struct s3c_gpio_pm*pm;
    void __iomem*base;
    inteint_offset;
    spinlock_t lock;
    #ifdef CONFIG_PM
    u32pm_save[7];
    #endif
};

（1）这个结构体在arch/arm/palt-samsung/include/plat/gpio-core.h中

（2）一个s3c_gpio_chip结构体类型的变量就可以用来描述一个gpio端口（注意这里是一个端口，而不是一个IO口，一个端口里面可以有多个IO口（一般是一个端口有8个IO））

（3）需要struct gpio_chip结构体中的元素

const char *label;

这个元素是用来记录当前IO坐在的IO端口的名字，比如IO口GPA0.0所在的IO端口就是GPA0

（4）int base;  

当前IO口所属的IO端口的编号，我们的gpiolib中 记录IO的方法是通过记录每一组IO的端口基础编号，然后通过一个IO的端口就在这个基准端口上叠加即可。

比如：

端口GPA0共有8个IO，IO口编号为0 -7，那么基准号就是0，也就是base = 0;

端口GPA1共有4个IO，IO口编号为8-11，那么基准号就是8，也就是base = 8;

5：s5pv210_gpio_4bit

（1）s5pv210_gpio_4bit是一个s3c_gpio_chip类型的结构体数组。

（2）将所有的gpio的.chip结构体中的一些元素初始化，这个数组的所有元素是与数据手册中的所有gpio是一一对应的。

（4）分析可知，这个数组就是对当前MPU中的所有的IO端口和每个端口的IO口进行了统一的描述，有了这个数组， 我们就知道当前开发板有多少个端口，有多少个IO口，以及每个IO口的编号。

6：s5pv210_gpiolib_init

__init int s5pv210_gpiolib_init(void)
{
    struct s3c_gpio_chip *chip = s5pv210_gpio_4bit;
    int nr_chips = ARRAY_SIZE(s5pv210_gpio_4bit);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++)
     {
        if (chip->config == NULL)
        chip->config = &gpio_cfg;
        if (chip->base == NULL)
        chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);
    }
    samsung_gpiolib_add_4bit_chips(s5pv210_gpio_4bit, nr_chips);

    return 0;
}

（1）通过上面的分析可知，s5pv210_gpiolib_init这个函数的作用是将我们开发板中所有GPIO的端口进行一个配置，并且为所有GPIO端口分配一个基准端口的虚拟地址，通过这个基准地址就能得到这组端口中所有IO口的寄存器的地址。

（2）我们之前讲过，在我们的s5pv210_gpio_4bit这个数组中绑定了开发板中所有IO口的信息，int nr_chips = ARRAY_SIZE(s5pv210_gpio_4bit);得到我们s5pv210_gpio_4bit数组的元素个数，然后调用samsung_gpiolib_add_4bit_chips这个函数，将开发板中的所有信息向我们的系统进行注册，这样系统就能知道当前系统中的所以IO口的信息。

7：samsung_gpiolib_add_4bit_chips

void __init samsung_gpiolib_add_4bit_chips(struct s3c_gpio_chip *chip,int nr_chips)
{
    for (; nr_chips > 0; nr_chips--, chip++)
     {
        samsung_gpiolib_add_4bit(chip);   //这里的chip指针+1实际上加的是一个元素
        s3c_gpiolib_add(chip);
    }
}

（1）经过分析，发现samsung_gpiolib_add_4bit内部其实并没有做gpiolib的注册工作，而是还在做填充，填充的是每一个GPIO被设置成输入模式/输出模式的操作方法。

（2）s3c_gpiolib_add

__init void s3c_gpiolib_add(struct s3c_gpio_chip *chip)
{
    struct gpio_chip *gc = &chip->chip;
    int ret;
    BUG_ON(!chip->base);
    BUG_ON(!gc->label);
    BUG_ON(!gc->ngpio);
    spin_lock_init(&chip->lock);
    if (!gc->direction_input)
    gc->direction_input = s3c_gpiolib_input;
    if (!gc->direction_output)
    gc->direction_output = s3c_gpiolib_output;
    if (!gc->set)
    gc->set = s3c_gpiolib_set;
    if (!gc->get)
    gc->get = s3c_gpiolib_get;
    #ifdef CONFIG_PM
    if (chip->pm != NULL) 
    {
        if (!chip->pm->save || !chip->pm->resume)
        printk(KERN_ERR "gpio: %s has missing PM functions\n",gc->label);
    } 
    else
        printk(KERN_ERR "gpio: %s has no PM function\n", gc->label);
    #endif
    /* gpiochip_add() prints own failure message on error. */
    ret = gpiochip_add(gc);
    if (ret >= 0)
    s3c_gpiolib_track(chip);
}

（1）首先我们在前面的分析可知，在samsung_gpiolib_add_4bit函数中，已经添加了我们的input和output方法，所以这里的if不会成立，并且分析函数可知，这里挂接的input和output方法是针对2bit的CON寄存器的芯片（2440）。

（2）这个函数首先是对我们的GPIO进行进一步的填充，主要是添加set和get的方法。

（3）调用gpiochip_add函数来完成真真的注册。