gpio子系统,GPIO子系统概述

GPIO子系统概述

GPIO（通用输入输出）子系统是Linux内核中用于管理通用输入输出引脚的模块。它允许开发者通过软件配置引脚为输入或输出，从而实现与外部设备的通信。GPIO子系统在嵌入式系统中扮演着至关重要的角色，因为它为各种外设提供了接口，如传感器、LED、按键等。

GPIO子系统的功能

GPIO子系统提供了以下主要功能：

引脚配置：允许开发者设置引脚为输入或输出，以及配置引脚的电气特性，如上拉/下拉电阻、开漏/推挽等。

引脚状态读取：允许读取引脚的当前状态，即引脚是高电平还是低电平。

引脚输出控制：允许设置引脚的电平，即输出高电平或低电平。

中断处理：允许配置引脚为中断触发模式，并在引脚状态发生变化时触发中断。

GPIO子系统的架构

GPIO子系统的架构可以分为以下几个层次：

硬件层：包括芯片上的GPIO引脚和相关的硬件电路。

驱动层：包括GPIO控制器驱动程序，负责与硬件层交互，实现GPIO的配置、状态读取和输出控制等功能。

内核层：包括gpiolib框架，为驱动层提供统一的API接口，并管理GPIO控制器的注册和注销。

用户空间层：包括应用程序和工具，通过调用内核提供的API接口来操作GPIO。

设备树与GPIO子系统

设备树是描述硬件配置的文件，它为GPIO子系统提供了引脚配置信息。在设备树中，每个GPIO引脚都被定义为一个节点，并包含了以下信息：

引脚编号：表示引脚在芯片上的编号。

引脚功能：表示引脚的复用功能，如GPIO、I2C、SPI等。

电气特性：表示引脚的电气特性，如上拉/下拉电阻、开漏/推挽等。

GPIO子系统通过解析设备树中的信息，为每个GPIO引脚创建相应的GPIO控制器实例，并配置其属性。

GPIO子系统的API接口

GPIO子系统提供了以下API接口，供用户空间应用程序和工具使用：

gpiod_get()：获取GPIO控制器实例。

gpiod_direction_input()：设置引脚为输入模式。

gpiod_direction_output()：设置引脚为输出模式。

gpiod_get_value()：读取引脚的当前状态。

gpiod_set_value()：设置引脚的电平。

gpiod_request_irq()：为引脚配置中断。

GPIO子系统的应用实例

以下是一个简单的GPIO应用实例，用于控制一个LED灯：

include <linux/gpio.h>

include <linux/kernel.h>

include <linux/module.h>

static int led_gpio = -1;

static int __init led_init(void) {

led_gpio = gpio_request(17,