X-026-KERNEL-Linux gpio driver的移植之gpio range

作者：wowo 發布于：2017-9-27 22:27

分類：X Project

1. 前言

我們在[1][2]中提到過，鑒于gpio的特殊性，pinctrl subsystem特意留了一個后門(gpio range)，gpio driver可以通過這個后門直接向pinctrl subsystem申請將某個pin用作gpio功能。本文將根據一個簡單的示例，介紹這個后門的使用方法，以加深對相關機制的理解。

注1：本文的測試方法和[3]中的一致，即：通過gpiolib sysfs api控制LED0(GPIOA19)的亮滅，因而不再羅列詳細步驟。

2. 移植步驟

由[2]可知，gpio range的主要目的就是將gpio命名空間(gpio)轉換為pinctrl命名空間(pin)，并由pinctrl subsystem訪問硬件實現gpio有關的功能控制。因此gpio range的移植步驟注要包括：

2.1 pinctrl命名空間和gpio命名空間的定義

參考”X-025-KERNEL-Linux gpio driver的移植之基本功能[3]”中有關gpiochip的實現，本例中的GPIOA19的gpio命名空間為：

gpiochip：gpioa

編號：19

同理，按照“X-023-KERNEL-Linux pinctrl driver的移植[4]”中的方法，結合bubblegum-96的原理圖，我們可以把GPIOA19所在的管腳編號為"F3"，它對應的pinctrl命名空間為：

pin controller：pinctrl@0xe01b0000

編號：52

@@ -68,6 +68,7 @@ static const struct pinctrl_pin_desc s900_pins[] = {

PINCTRL_PIN(15, "B6"),

PINCTRL_PIN(24, "C5"),

PINCTRL_PIN(37, "D8"),

+?????? PINCTRL_PIN(52, "F3"),

PINCTRL_PIN(60, "G1"),

PINCTRL_PIN(61, "G2"),

};

2.2 將gpio number轉換為pin number

命名空間定義完成后，可以按照[2]中的步驟，在dts中定義一個gpio range，將gpio number轉換為pin number，如下：

@@ -39,7 +39,7 @@

clock-frequency = <24000000>;

};

-?????? pinctrl@0xe01b0000 {

+?????? pinctrl1: pinctrl@0xe01b0000 {

compatible = "actions,s900-pinctrl";

reg = <0 0="" 0xe01b0000="" 0x550="">;

@@ -56,6 +56,7 @@

gpioa: gpio@0xe01b0000 {

compatible = "actions,s900-gpio";

reg = <0 0="" 12="" 0xe01b0000="">;

base = <0>;

+?????????????? gpio-ranges = ;

};

其中黃色背景那一行的含義是：將gpioa中的19號gpio，和pinctrl1中的52號pin，對應。

2.3 修改gpio driver和pinctrl driver，二者配合，完成gpio的request、free、direction_input以及direction_output等操作

1)修改pinctrl driver，實現pinmux_ops中gpio_request_enable、gpio_disable_free、gpio_set_direction等回調函數

這三個API的輸入參數都是range指針和offset(如下所示)，通過它們可以找到這個GPIO所在的gpiochip、GPIO bank、GPIO number、對應pin所在的pin controller、pin number等信息。基于這些信息，可以獲得相應的硬件信息(寄存器、bit偏移等)。

int (*gpio_request_enable) (struct pinctrl_dev *pctldev,

struct pinctrl_gpio_range *range,

unsigned offset);

void (*gpio_disable_free) (struct pinctrl_dev *pctldev,

struct pinctrl_gpio_range *range,

unsigned offset);

int (*gpio_set_direction) (struct pinctrl_dev *pctldev,

struct pinctrl_gpio_range *range,

unsigned offset,

bool input);

2)修改gpio chip的.request、.free、.direction_input、.direction_output等回調函數，讓它們調用pinctrl subsystem提供的相關API，如下：

int pinctrl_request_gpio(unsigned gpio) ;

void pinctrl_free_gpio(unsigned gpio) ;

int pinctrl_gpio_direction_input(unsigned gpio);

int pinctrl_gpio_direction_output(unsigned gpio);

注2：有些硬件平臺，在完成上面步驟1)的時候，可能會遇到一些困擾，例如怎么根據gpio和pin的信息，找到對應的硬件控制信息(寄存器、bit偏移等)，這時我們可以靈活處理。例如在本文例子所使用的bubblegum-96平臺上，gpio的pinmux功能并沒有單獨的寄存器控制，而是通過gpio的in或者out功能的使能，覆蓋其它的pinmux功能。此時我們可以把硬件配置的操作交給gpio driver，而pinctrl driver只處理管腳的互斥。具體可參考下面patch的改動。

3. 測試步驟

請參考[3]中的測試。測試結果如下(看到s900_gpio_request_enable中的打印，就說明我們的移植成功了)：

/ # mkdir /sys

/ # mount -t sysfs /sys /sys

/ # echo 19 > /sys/class/gpio/export

[?? 55.136218] owl_pinctrl e01b0000.pinctrl: s900_gpio_request_enable, range(19/52/1), offset 52

/ # echo out > /sys/class/gpio/gpio19/direction

[?? 86.886343] owl_gpio e01b0000.gpio: offset 19, value 0

/ # echo 1 > /sys/class/gpio/gpio19/value

[? 100.223812] owl_gpio e01b0000.gpio: offset 19, value 1

/ # echo 0 > /sys/class/gpio/gpio19/value

[? 120.467468] owl_gpio e01b0000.gpio: offset 19, value 0

4. 參考文檔

[5] Schematics_Bubblegum96.pdf

原創文章，轉發請注明出處。蝸窩科技，www.wowotech.net。

評論：

bigpillow

2017-11-10 10:54

剛寫完一套GPIO driver.

當時考慮到不同chip通用性使用了gpiochip_add_pin_range function

現在看看在DTS里面原來這么方便。

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總結

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