GPIO 应该是每个嵌入式设备都避免不了的。最近在做项目的时候，也遇到这方面的问题，所以简单总结一下。
现在内核里面多了 gpiod 的来控制 gpio 口，相对于原来的形式，使用 gpiod 的好处是我们申请后不进行 free 也没有什么问题。但是你要是使用原来的方式后，一定要记得释放。不释放的话可能会有问题。
#旧的 GPIO 使用实例
DTS 文件
det-gpios = <&gpio3 RK_PA6 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>;
驱动文件调用
gc5025->det_pin = of_get_named_gpio_flags(node, "det-gpios", 0, &det_flags); camera_det_irq = gpio_to_irq(gc5025->det_pin); gc5025->det_value = gpio_get_value(gc5025->det_pin); /*判断注册终端*/ if(camera_det_irq){ if (gpio_request(gc5025->det_pin, "camera-irq-gpio")) { printk("gpio %d request failed!\n", gc5025->det_pin); gpio_free(gc5025->det_pin); return IRQ_NONE; } ret = request_irq(camera_det_irq, camera_det_irq_handler, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "det-gpio", NULL); if (ret != 0) { free_irq(camera_det_irq, NULL); dev_err(dev, "Failed to request IRQ: %d\n", ret); return ret; } }
# 新的 GPIOD 文档
Linux 内核文档
https://www.kernel.org/doc/Documentation/gpio/consumer.txt
#头文件
我们需要包含头文件
#include <linux/gpio/consumer.h>
看头文件里面包含的函数列表
desc_to_gpio devm_get_gpiod_from_chi devm_gpiod_get devm_gpiod_get_array devm_gpiod_get_array_op devm_gpiod_get_index devm_gpiod_get_index_op devm_gpiod_get_optional devm_gpiod_put devm_gpiod_put_array fwnode_get_named_gpiod gpio_to_desc gpiod_cansleep gpiod_count gpiod_direction_input gpiod_direction_output gpiod_direction_output_ gpiod_export gpiod_export_link gpiod_get gpiod_get_array gpiod_get_array_optiona gpiod_get_direction gpiod_get_index gpiod_get_index_optiona gpiod_get_optional gpiod_get_raw_value gpiod_get_raw_value_can gpiod_get_value gpiod_get_value_canslee gpiod_is_active_low gpiod_put gpiod_put_array gpiod_set_array_value gpiod_set_array_value_c gpiod_set_debounce gpiod_set_raw_array_val gpiod_set_raw_array_val gpiod_set_raw_value gpiod_set_raw_value_can gpiod_set_value gpiod_set_value_canslee gpiod_to_irq gpiod_unexport
#获取 gpio 描述符和释放
使用一下两个函数获取 GPIO 设备，多个设备时需要附带 index 参数。函数返回一个 GPIO 描述符，或一个错误编码，可以使用 IS_ERR() 进行检查:
struct gpio_desc *gpiod_get(struct device *dev, const char *con_id, enum gpiod_flags flags) struct gpio_desc *gpiod_get_index(struct device *dev, const char *con_id, unsigned int idx, enum gpiod_flags flags)
或者也可以使用如下两个函数获取可用设备：
struct gpio_desc *gpiod_get_optional(struct device *dev, const char *con_id, enum gpiod_flags flags) struct gpio_desc *gpiod_get_index_optional(struct device *dev, const char *con_id, unsigned int index, enum gpiod_flags flags)
使用如下函数同时获取多个设备：
struct gpio_descs *gpiod_get_array(struct device *dev, const char *con_id, enum gpiod_flags flags)
该函数返回一个GPIO描述结构体：
struct gpio_descs { unsigned int ndescs; struct gpio_desc *desc[]; }
一个GPIO描述符可以使用如下函数释放：
void gpiod_put(struct gpio_desc *desc) void gpiod_put_array(struct gpio_descs *descs)
需要注意GPIO描述符被释放后不可再使用，而且不允许使用第一个函数来释放通过序列获取得到GPIO描述符。
#举个例子
#dts 文件
gc5025: gc5025@37 { status = "okay"; compatible = "galaxycore,gc5025"; reg = <0x37>; clock-frequency = <400000>; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&cif_clkout_m0>; clocks = <&cru SCLK_CIF_OUT>; clock-names = "xvclk"; avdd-supply = <&vcc2v8_dvp>; dovdd-supply = <&vcc1v8_dvp>; dvdd-supply = <&vdd1v2_dvp>; reset-gpios = <&gpio3 RK_PA3 GPIO_ACTIVE_LOW>; pwdn-gpios = <&gpio0 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_HIGH>; det-gpios = <&gpio3 RK_PA6 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>; rockchip,camera-module-index = <0>; rockchip,camera-module-facing = "front"; rockchip,camera-module-name = "CMK-CW4191-FG1"; rockchip,camera-module-lens-name = "CK5502"; port { ucam_out: endpoint { remote-endpoint = <&mipi_in_ucam>; data-lanes = <1 2>; }; }; };
驱动文件调用：
gc5025->reset_gpio = devm_gpiod_get(dev, "reset", GPIOD_OUT_LOW); if (IS_ERR(gc5025->reset_gpio)) dev_warn(dev, "Failed to get reset-gpios\n"); gc5025->pwdn_gpio = devm_gpiod_get(dev, "pwdn", GPIOD_OUT_LOW); if (IS_ERR(gc5025->pwdn_gpio)) dev_warn(dev, "Failed to get pwdn-gpios\n"); /*新的GPIO子系统方式，这种方式不需要手动释放资源*/ gc5025->det_gpio = devm_gpiod_get(dev, "det", GPIOD_OUT_LOW); if (IS_ERR(gc5025->det_gpio))
#GPIO 使用
#设置 GPIO 口方向
int gpiod_direction_input(struct gpio_desc *desc) int gpiod_direction_output(struct gpio_desc *desc, int value)
#检查 GPIO 口是方向
int gpiod_get_direction(const struct gpio_desc *desc)
函数返回 GPIOF_DIR_IN 或者 GPIOF_DIR_OUT
#读取 GPIO 口电平
访问分为两种，一种是通过储存器读写实现的，这种操作属于原子操作，不需要等待，所以可以在中断处理程序中使用：
int gpiod_get_value(const struct gpio_desc *desc); void gpiod_set_value(struct gpio_desc *desc, int value);
还有一种访问必须通过消息总线比如 I2C 或者 SPI，这种访问需要在总线访问队列中等待，所以可能进入睡眠，此类访问不能出现在 IRQ handler。可以使用如下函数分辨这些设备：
int gpiod_cansleep(const struct gpio_desc *desc)
使用如下函数读写：
int gpiod_get_value_cansleep(const struct gpio_desc *desc) void gpiod_set_value_cansleep(struct gpio_desc *desc, int value)
#active-low和raw-value
active-low & raw value 有些设备采用低电平有效的方式输出逻辑信号。此时低电平输出 1，高电平输出 0。此时可以通过访问 raw_value 的方式来访问实际电路上的值，与逻辑处理无关：假设我们在DTS 里面这样设置
reset-gpios = <&gpio3 RK_PA3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
然后我们这样调用
gpiod_set_value_cansleep(gc5025->reset_gpio, 1);
因为 DTS 里面的 active 状态是 GPIO_ACTIVE_LOW，所以这个代码输出的是 低电平
gpiod_set_value_cansleep(gc5025->reset_gpio, 0);
输出的是高电平
这几个函数如下：
int gpiod_get_raw_value(const struct gpio_desc *desc) void gpiod_set_raw_value(struct gpio_desc *desc, int value) int gpiod_get_raw_value_cansleep(const struct gpio_desc *desc) void gpiod_set_raw_value_cansleep(struct gpio_desc *desc, int value) int gpiod_direction_output_raw(struct gpio_desc *desc, int value)
raw-value 的意思就是不在乎 DTS 里面的 ACTIVE，我 set 高电平，就是高电平。逻辑关系汇总如下：
Function (example) active-low property physical line gpiod_set_raw_value(desc, 0); don’t care low gpiod_set_raw_value(desc, 1); don’t care high gpiod_set_value(desc, 0); default (active-high) low gpiod_set_value(desc, 1); default (active-high) high gpiod_set_value(desc, 0); active-low high gpiod_set_value(desc, 1); active-low low
可以使用如下函数判断一个设备是否是低电平有效的设备。
int gpiod_is_active_low(const struct gpio_desc *desc)
#设置多个输出
这个没使用过 使用如下函数设置一组设备的输出值
void gpiod_set_array_value(unsigned int array_size, struct gpio_desc **desc_array, int *value_array) void gpiod_set_raw_array_value(unsigned int array_size, struct gpio_desc **desc_array, int *value_array) void gpiod_set_array_value_cansleep(unsigned int array_size, struct gpio_desc **desc_array, int *value_array) void gpiod_set_raw_array_value_cansleep(unsigned int array_size, struct gpio_desc **desc_array, int *value_array)
#兼容旧版本
旧的 GPIO 系统使用基于标号的结构而不是基于描述符。可以使用如下两个函数进行相互转换：
int desc_to_gpio(const struct gpio_desc *desc) struct gpio_desc *gpio_to_desc(unsigned gpio)
注意不能使用一套 API 的方法释放另一套 API 获取的设备
#和中断IRQ相关
使用如下函数获取一个 GPIO 设备对应的 IRQ 中断号
int gpiod_to_irq(const struct gpio_desc *desc)
返回值时一个 IRQ number，或者一个负数的错误代码。得到的中断号可以传递给函数 request_irq()，free_irq().
#举例子
/*新的GPIO子系统方式，这种方式不需要手动释放资源*/ gc5025->det_gpio = devm_gpiod_get(dev, "det", GPIOD_OUT_LOW); if (IS_ERR(gc5025->det_gpio)) dev_warn(dev, "Failed to get det-gpios\n"); camera_det_irq = gpiod_to_irq(gc5025->det_gpio); /*新gpio子系统转成旧gpio子系统*/ gc5025->det_pin = desc_to_gpio(gc5025->det_gpio); /*读取上电gpio电平*/ gc5025->det_value = gpio_get_value(gc5025->det_pin); /*判断注册终端*/ if(camera_det_irq){ ret = request_irq(camera_det_irq, camera_det_irq_handler, IRQ_TYPE_EDGE_BOTH, "det-gpio", NULL); if (ret != 0) { free_irq(camera_det_irq, NULL); dev_err(dev, "Failed to request IRQ: %d\n", ret); return ret; } }
#调试
移植驱动阶段或者调试阶段的工程中，难免想知道当前 gpio 的电平状态。当然很 easy。万用表戳上去不就行了。是啊！硬件工程师的思维。作为软件工程师自然是要软件的方法。下面介绍两个 api 接口。自己摸索使用吧。点到为止。
static inline int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change); static inline int gpio_export_link(struct device *dev, const char *name, unsigned gpio);
在你的 driver 中调用以上 api 后，编译下载。去 /sys/class/gpio 目录看看有什么发现。
