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Linux内核GPIO操作库函数

GPIO操作分为“输入操作”和“输出操作”，“输入操作”的GPIO引脚的电平由外设决定，“输出操作”的GPIO引脚的电平由CPU决定，Linux内核已经实现以下关于GPIO调用的库函数，只需要在需要的适合调用即可：

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

• 函数功能：CPU的任何一个GPIO引脚硬件资源对于Linux内核来说都是一种宝贵的资源，如果某个内核程序要想访问这个GPIO引脚资源，首先必须想Linux内核申请资源（类似malloc）
• 参数说明：
  • gpio:GPIO引脚硬件在linux内核中的软件编号,也就是
    
    对于任何一个GPIO引脚,linux内核都给分配一个唯一的
    
    软件编号(类似GPIO引脚的身份证号)
    
    GPIO硬件 GPIO软件编号
    
    GPIOC12 PAD_GPIO_C+12
    
    GPIOB11 PAD_GPIO_B+11
    
    … …
  • label：给申请的硬件GPIO引脚指定的名称,随便取。
  • 返回值：看内核大神的代码如何判断即可,照猫画虎
  • 头文件：
    
    #include<linux/gpio.h>
    
    #include <linux/kernel.h>
    
    #include <linux/types.h>
    
    #include <linux/errno.h>

void gpio_free(unsigned gpio)

• 函数功能：内核程序如果不再使用访问GPIO硬件资源记得要将硬件资源归还给linux内核,类似free。
• 参数：
  • gpio：要释放的GPIO硬件资源对应的软件编号

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

• 函数功能：配置GPIO引脚为输出功能,并且输出一个value值(1高电平/0低电平)
• 参数：
  • gpio：GPIO硬件对应的软件编号
  • value：输出的值

int gpio_direction_input(unsigned gpio)

• 函数功能：配置GPIO为输入功能

int gpio_set_value(unsigned gpio, int value)

• 函数功能：设置GPIO引脚的输出值为value(1:高/0:低)，前提是必须首先将GPIO配置为输出功能

int gpio_get_value(unsigned gpio)

• 函数功能：获取GPIO引脚的电平状态,返回值就是引脚的电平状态(返回1：高电平;返回0：低电平)，此引脚到底是输入还是输出没关系！

示例：实现注册驱动后指定LED灯亮起

• 板子上LED灯为共阳极方式连接，所以当CPU输出低电平时LED灯会亮起，高电平时会熄灭。
• 使用板子为三星的S5P6818开发板，上面的LED灯连接的GPIO管脚分别为：GPIO_C_12、GPIO_C_7、GPIO_C_11、GPIO_B_26。

示例具体代码

• led_drv.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <mach/platform.h> //PAD_GPIO_C

//声明描述LED硬件相关的数据结构
struct led_resource {
    int gpio; //GPIO软件编号
    char *name; //LED的名称
};

//定义初始化四个LED灯的硬件信息对象
static struct led_resource led_info[] = {
    {
        .name = "LED1",
        .gpio = PAD_GPIO_C+12
    },
	{
        .name = "LED2",
        .gpio = PAD_GPIO_C+7
    },
	{
        .name = "LED3",
        .gpio = PAD_GPIO_C+11
    },
	{
        .name = "LED4",
        .gpio = PAD_GPIO_B+26
    }
};

//入口：insmod
static int led_init(void)
{
    int i;
    //1.先向内核申请GPIO硬件资源
    //2.然后配置GPIO为输出功能,输出0,开灯
    for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(led_info); i++) {
        gpio_request(led_info[i].gpio, 
                        led_info[i].name);
        gpio_direction_output(led_info[i].gpio, 0);
    }
	printk("led init...\n");
    return 0;
}

//出口:rmmod
static void led_exit(void)
{
    int i;
    //1.输出1，关灯
    //2.释放GPIO硬件资源
    for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(led_info); i++) {
        gpio_set_value(led_info[i].gpio, 1);
        gpio_free(led_info[i].gpio);
    } 
    printk("led exit...\n");
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

• 通过代码能看出当执行insmod led_drv.ko即想Linux内核加载led_drv驱动模块时，根据Linux驱动调用方式会首先执行led_init函数，即实现了指定gpio管脚输出0（点亮LED灯）。
• Makefile：

kernel_dir=/home/ww/ARM/kernel
obj-m += led_drv.o
all:
        make -C ${kernel_dir} SUBDIRS=$(PWD) modules
clean:
        make -C ${kernel_dir} SUBDIRS=$(PWD) clean

执行过程

• make进行驱动模块编译
  
  
• 在开发板上加载led_drv.ko
  
  
• 卸载led_drv驱动
  
  

总结

Linux驱动控制GPIO管脚最底层的操作就是通过这几个函数来实现，但是具体到我们真正用到的时候肯定不能仅仅通过一个点亮LED灯来实现，并且现在的LED灯的点亮方式还是通过加载驱动模块的操作来完成的。不过后面我们会需要用户在应用层调用Linux驱动来达到操作底层硬件的基本方法。