GPIO使用

J6X Acore芯片内中共有3个sys有gpio设备，分别是peri, cam和video，每个设备最多有32个gpio引脚，并且每个gpio引脚都支持中断。

驱动层使用

GPIO DTS配置

GPIO设备树节点的属性命名方式一般为

-gpios或

-gpio，举例如下：
/**
peri_port0表示peri sys的第一个gpio设备
下列设备节点共有四个gpio引脚，分别是：
peri sys的第一个gpio设备 16号引脚(从0开始)
peri sys的第二个gpio设备 17号引脚(从0开始)
cam sys的第一个gpio设备 28号引脚(从0开始)
video sys的第一个gpio设备 18号引脚(从0开始)
GPIO_ACTIVE_HIGH表示高电平有效，一般设为GPIO_ACTIVE_HIGH
*/
gpio-test {
test-gpios = <&peri_port0 16 GPIO_ACTIVE_HIGH
&peri_port1 17 GPIO_ACTIVE_HIGH
&cam_port0 28 GPIO_ACTIVE_HIGH
&video_port0 18 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};

GPIO驱动API

包含头文件

#include <linux/gpio/consumer.h>

从设备树中获取释放gpio

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)

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)

struct gpio_descs *gpiod_get_array(struct device *dev,
const char *con_id,
enum gpiod_flags flags)

struct gpio_descs {
struct gpio_array *info;
unsigned int ndescs;
struct gpio_desc *desc[];
}

struct gpio_descs *gpiod_get_array_optional(struct device *dev,
const char *con_id,
enum gpiod_flags flags)

struct gpio_desc *devm_gpiod_get(struct device *dev, const char *con_id,
enum gpiod_flags flags)

struct gpio_desc *devm_gpiod_get_index(struct device *dev,
const char *con_id,
unsigned int idx,
enum gpiod_flags flags)

struct gpio_desc *devm_gpiod_get_optional(struct device *dev,
const char *con_id,
enum gpiod_flags flags)

struct gpio_desc *devm_gpiod_get_index_optional(struct device *dev,
const char *con_id,
unsigned int index,
enum gpiod_flags flags)

struct gpio_descs *devm_gpiod_get_array(struct device *dev,
const char *con_id,
enum gpiod_flags flags)

struct gpio_descs *devm_gpiod_get_array_optional(struct device *dev,
const char *con_id,
enum gpiod_flags flags)

void gpiod_put(struct gpio_desc *desc)

void gpiod_put_array(struct gpio_descs *descs)

void devm_gpiod_put(struct device *dev, struct gpio_desc *desc)

void devm_gpiod_put_array(struct device *dev, struct gpio_descs *descs)

gpio的使用：方向设置，输出，输入

int gpiod_direction_input(struct gpio_desc *desc)
int gpiod_direction_output(struct gpio_desc *desc, int value)

int gpiod_get_direction(const struct gpio_desc *desc)

int gpiod_get_value(const struct gpio_desc *desc);
void gpiod_set_value(struct gpio_desc *desc, int value);

int gpiod_get_raw_value(const struct gpio_desc *desc)
void gpiod_set_raw_value(struct gpio_desc *desc, int value)

int gpiod_direction_output_raw(struct gpio_desc *desc, int value)

int gpiod_get_array_value(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap);
int gpiod_get_raw_array_value(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap);

int gpiod_set_array_value(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap)
int gpiod_set_raw_array_value(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap)

可睡眠api的使用和场景

/* 一般加_cansleep后缀的可睡眠的api用于i2c，spi或者其他接口的扩展GPIO */

/* 查看gpio是否可睡眠 */

int gpiod_cansleep(const struct gpio_desc *desc)

/* 可睡眠api使用 */
int gpiod_get_value_cansleep(const struct gpio_desc *desc)
void gpiod_set_value_cansleep(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_get_array_value_cansleep(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap);
int gpiod_get_raw_array_value_cansleep(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap);

int gpiod_set_array_value_cansleep(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap)
int gpiod_set_raw_array_value_cansleep(unsigned int array_size,
struct gpio_desc **desc_array,
struct gpio_array *array_info,
unsigned long *value_bitmap)

gpio描述符和中断号的转换

int gpiod_to_irq(const struct gpio_desc *desc)

gpio描述符和gpio号的转换

.. code:: c

int desc_to_gpio(const struct gpio_desc *desc)
struct gpio_desc *gpio_to_desc(unsigned gpio)

用户层使用

在用户层可以使用/sys/class/gpio节点来进行相关gpio的操作。

在sys节点下存在如下节点：

#申请gpio
echo

> /sys/class/gpio/export
#释放gpio
echo

> /sys/class/gpio/unexport
#设置gpio为输出
#当设置dir为out时，可以向value中echo 1/0，分别表示输入高低电平。
echo out > /sys/class/gpio/gpio

/direction
#设置高电平
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio

/value
#设置低电平
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio

/value

#设置gpio为输入, 当设置dir为in时，cat value表示输入的值(0-低，1-高)。
echo in > /sys/class/gpio/gpio

/direction
#读取gpio的外部值
cat /sys/class/gpio/gpio

/value

#查看gpio的debug接口
cat /sys/kernel/debug/gpio

#查看gpio和pinctrl的关系
#可以看到系统的引脚和gpio的号关系
cat /sys/kernel/debug/pinctrl/

/gpio-ranges

sysfs接口介绍

export&unexport

/sys/class/gpio/export和/sys/class/gpio/unexport，这两个节点只能写不能读。

用户程序通过写入gpio的编号来向内核申请将某个gpio的控制权导出到用户空间，前提是没有内核代码申请这个gpio端口，如用户申请编号为480的GPIO的命令：

echo 480 > export

上述操作会为480号gpio创建一个节点gpio480，此时/sys/class/gpio目录下边生成一个gpio480的目录。

/sys/class/gpio/unexport和导出的效果相反，比如移除gpio480这个节点操作命令：

.. code:: shell

echo 480 > unexport #该操作将会移除gpio480这个节点，释放序号为480的gpio。

direction

其中direction表示gpio端口的方向，读取结果是in或out。也可以对该文件进行写操作，写入out时该gpio设为输出，写入in时该gpio设为输入。

value

当设置dir为in时，cat value表示输入的值(0-低，1-高)。

当设置dir为out时，可以向value中echo 1/0，分别表示输入高低电平。

edge

用户层设置中断时，direction需要设置为in，然后向edge中设置相应的值。

====== ======================
edge的值含义 ==== ======================
none 表示引脚为输入，不是中断引脚
rising 表示引脚为中断输入，上升沿触发
falling 表示引脚为中断输入，下降沿触发
both 表示引脚为中断输入，边沿触发 ==== ========================

调试

.. code:: shell

cat /sys/kernel/debug/gpio

查询上述节点，可以获取到当前系统中正在使用的gpio和所处的状态（in，out，IRQ）。

root@hobot:~# cat /sys/kernel/debug/gpio
gpiochip4: GPIOs 423-438, parent: i2c/3-0076, 3-0076, can sleep:
gpio-423 ( |io-ser-reset0 ) out hi
gpio-424 ( |io-ser-reset1 ) out hi
gpio-425 ( |io-ser-reset2 ) out hi
gpio-426 ( |io-ser-reset3 ) out hi

gpiochip3: GPIOs 439-455, parent: platform/360b0000.gpio, 360b0000.gpio:

gpiochip2: GPIOs 456-473, parent: platform/370f5000.gpio, 370f5000.gpio:

gpiochip1: GPIOs 474-479, parent: platform/39500000.gpio, 39500000.gpio:

确定gpio-index

kernel_index = base + offset，base 通过 “/sys/class/gpio” 或者“/sys/kernel/debug/gpio" 获取，offset通过dts获取。

以pin sensor8_err为例：通过查看 hobot-pinctrl-j6e.dtsi，可以知道sensor8_err对应的gpio chip是 video_port0: gpio360b0000，对应的offset是 13。
查看/sys/kernel/debug/gpio，可知“video_port0: gpio360b0000”对应的base是439
则sensor8_err 对应的gpio kernel index是：439+13 = 452

查看hobot-pinctrl-j6e.dtsi，获取offset和base。

下面设备树可知sensor8_err对应video_sensor8_err，对应的gpio chip是"video_port0: gpio360b0000"。
video_gnss_int的offset为0，递增计数，则video_sensor8_err的offset为13。

pinctrl_video: pinctrl@36090000 {
compatible = "horizon,j6e-pinctrl";
reg = <0x0 0x36090000 0x0 0x1000>,
<0x0 0x360a0000 0x0 0x1000>;
pctldev-name = "video";
status = "okay";
video_gpio: video_gpio_func {
pinmux {
function = "video_gpio";
pins = "video_gnss_int", "video_peri_rsto",
"video_cam_pint", "video_sd_1v8", "video_sd_bus_pow",
"video_sensor0_err", "video_sensor1_err",
"video_sensor2_err", "video_sensor3_err", "video_sensor4_err",
"video_sensor5_err", "video_sensor6_err",
"video_sensor7_err", "video_sensor8_err",
"video_sensor9_err", "video_sensor10_err", "video_sensor11_err";
};
pinconf {
pins = "video_gnss_int", "video_peri_rsto",
"video_cam_pint", "video_sd_1v8", "video_sd_bus_pow",
"video_sensor0_err", "video_sensor1_err",
"video_sensor2_err", "video_sensor3_err", "video_sensor4_err",
"video_sensor5_err", "video_sensor6_err",
"video_sensor7_err", "video_sensor8_err",
"video_sensor9_err", "video_sensor10_err", "video_sensor11_err";
drive-strength = <1>;
};
};

如这行：gpiochip3: GPIOs 439-455, parent: platform/360b0000.gpio, 360b0000.gpio:
"GPIOs 439-455"代表base是439