i.MX6ULL(19) linux gpio サブシステム

簡単な紹介

pinctrlサブシステムの焦点は、 PIN (一部のSOC はPADと呼ばれます)の多重化と電気的特性を設定することです。

pinctrl サブシステムが PIN を GPIO として多重化する場合、次に gpio サブシステムが使用されます。名前が示すように、 gpioサブシステムはGPIO を初期化し、GPIO の設定などの対応するAPI関数を提供するために使用されます。

入出力については GPIO などの値を読み出します。 gpioサブシステムの主な目的は、ドライバー開発者が gpio 、ドライブを使用できるようにすることです。

開発者はデバイスツリーに gpio関連情報を追加すると、ドライバーの gpioサブシステムによって提供される API を使用できるようになります。

GPIO を操作する機能により、 Linux カーネルはドライバー開発者を GPIO 設定プロセスから保護し、ドライバー開発を大幅に容易にします。

送信者は GPIOを使用します。

1.1 、デバイスツリーのgpio情報

デバイスのノードプロパティを設定したり、カーネル内のドキュメントをクエリしたりするためのルーチンがいくつかあります。Documentation/devicetree/bindings/i2c/i2c-imx.txt には、imx プラットフォームの i2c プロパティ設定方法が説明されています。

I.MX6ULL-ALPHA 開発ボードの UART1_RTS_B は SDカードの検出ピンとして使用され、UART1_RTS_Bコンプレックスは

GPIO1_IO19 として使用され、このGPIO のハイレベルとローレベルを読み取ることで、 SDカードが挿入されているかどうかを知ることができます。まず第一に、それはそうでなければなりません

UART1_RTS_B の PIN を GPIO1_IO19 として多重化し、前のセクションで説明した電気的特性を設定します。

pinctrl ノード。 imx6ull-alientek-emmc.dts を開くと、 UART1_RTS_B PIN の pincrtl設定は次のようになります。


示例代码 45.2.2.1 SD 卡 CD 引脚 PIN 配置参数
316 pinctrl_hog_1: hoggrp-1 {
317 fsl,pins = <
318 MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 0x17059 /* SD1 CD */
......
322 >;
323 };

pinctrlの設定後、 gpio が設定され、 SD カードドライバーは GPIO1_IO19の値を読み取ることで SD カードを判断します。

カードが挿入されているかどうかはわかりますが、 SD カードドライバーは CDピンがどの GPIO1_IO19 に接続されているかをどのようにして認識するのでしょうか ? 必ず設定する必要があります

ドライバーに伝えるために木を準備してください！デバイスツリーの SDカードノードの下に属性を追加して、 SDカードのCD ピンを記述します。

示例代码 45.2.2.2 设备树中 SD 卡节点
760 &usdhc1 {
761 pinctrl-names = "default", "state_100mhz", "state_200mhz";
762 pinctrl-0 = <&pinctrl_usdhc1>;
763 pinctrl-1 = <&pinctrl_usdhc1_100mhz>;
764 pinctrl-2 = <&pinctrl_usdhc1_200mhz>;
765 /* pinctrl-3 = <&pinctrl_hog_1>; */
766 cd-gpios = <&gpio1 19 GPIO_ACTIVE_LOW>;
767 keep-power-in-suspend;
768 enable-sdio-wakeup;
769 vmmc-supply = <&reg_sd1_vmmc>;
770 status = "okay";
771 };

cd - gpios = <& gpio1 19 GPIO_ACTIVE_LOW >;

属性「 cd-gpios 」は、 SD カードの CDピンでどの IOが使用されるかを記述します。属性値は 3 つあります。

これら 3 つの属性値の意味を見てみましょう。「 &gpio1 」は、 CDピンによって使用される IO が GPIO1グループ「19 」に属していることを意味します。

GPIO1 グループの19 番目の IO を示します。これら 2 つの値を通じて、SDカードドライバーはCDピンがGPIO1_IO19を使用していることを認識します。

この GPIO 。「 GPIO_ACTIVE_LOW 」は低レベル 1 がアクティブであることを意味し、「 GPIO_ACTIVE_HIGH 」に変更された場合はアクティブであることを意味します

高レベル 0 が有効であることを示します。

コード例 45.2.2.2 gpio1 ノード

504 gpio1 : gpio@0209c000 {

505 互換 = "fsl,imx6ul-gpio" 、 "fsl,imx35-gpio" ;

506 reg = < 0x0209c000 0x4000 >;

507 割り込み = < GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH >、

508 < GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH >;

509 gpio - コントローラー ;

510 #gpio - セル = < 2 >;

511 割り込み コントローラー ; _

512 #interrupt - セル = < 2 >;

513 };

gpio1 ノード情報には、 GPIO1ペリフェラルレジスタのベースアドレスと、 GPIO1コントローラのすべての情報が記述されています。

互換性のあるプロパティ。 I.MX シリーズ SOC の GPIO コントローラーバインディング情報については、ドキュメントを参照してください。

Documentation/devicetree/bindings/gpio/ fsl-imx-gpio.txt 。

行505 には、 gpio1 ノードの 2 つの互換性のある属性、「 fsl,imx6ul-gpio 」と「 fsl,imx35- 」があります。

gpio "、 Linuxカーネルでこれら 2 つの文字列を検索すると、 I.MX6ULのGPIOドライバーを見つけることができます。

行 506 の reg属性は、 GPIO1コントローラーのレジスタベースアドレスを0X0209C000 に設定します。

行 509 の「 gpio-controller 」は、 gpio1 ノードが GPIO コントローラーであることを示します。

行 510 の「 #gpio-cells 」属性は「 #address-cells 」と似ており、#gpio-cells は2である必要があり、

2 つのセル。最初のセルは GPIO 番号です。たとえば、「&gpio1 3 」はGPIO1_IO03を意味します。2 番目のセルは次のことを表します

GPIO 極性。

1.2 GPIO ノードをデバイスツリーに追加する

ルートノード「/」の下にテストデバイスのサブノードを作成します。

pinctrl情報を追加

GPIO属性情報の追加

test {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_test>;
    gpio = <&gpio1 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
}

2 つの GPIOドライバーの紹介

次の図は、gpio および pinctrl サブシステムのアーキテクチャ図です。

画像-20230415163259138

2.1 デバイスツリーから GPIO 情報を取得する方法

Linux デバイスツリーの gpio 情報の読み取りは、Linux デバイス管理の階層化された考え方によって駆動される gpiolib ライブラリを操作することで実現されます。

まず、gpio が配置されているデバイスノード of_find_node_by_path を取得します。

_get_named_gpio の GPIO 番号を取得する

この番号の gpio gpio_request 関数をリクエストします

gpio 入力と出力を設定する gpio_direction_input または gpio_direction_outout

gpio 入出力値設定 gpio_get_value /gpio_set_value

2.2 GPIO API

gpio サブシステムが提供する一般的に使用される API 関数は次のとおりです。

1. gpio_request関数 _

gpio_request関数は GPIOピンを申請するために使用されます。GPIOを使用する前に必ずgpio_requestを使用してください。

適用する関数のプロトタイプは次のとおりです。

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

関数のパラメータと戻り値は次の意味を持ちます。

gpio :適用する gpioラベル。 of_get_named_gpio関数を使用して、デバイスツリーから指定された GPIO属性情報を取得します。

情報として、この関数はこのGPIO のラベルを返します。

label : gpioの名前を設定します。

戻り値: 0 、アプリケーションは成功、その他の値、アプリケーションは失敗します。

2. gpio_free関数 _

GPIOが使用されていない場合は、 gpio_free関数を呼び出してGPIO を解放できます。関数のプロトタイプは次のとおりです。

void gpio_free(符号なし gpio)

関数のパラメータと戻り値は次の意味を持ちます。

gpio :解放する gpioラベル。

戻り値: なし。

3. gpio_direction_input関数 _

この関数はGPIO を入力として設定するために使用され、関数のプロトタイプは次のとおりです。

int gpio_direction_input(符号なし gpio)

関数のパラメータと戻り値は次の意味を持ちます。

gpio :入力として設定する GPIO 番号。

戻り値: 0 、設定が成功した場合、負の値、設定が失敗した場合。

4. gpio_direction_output関数 _

この関数は、 GPIO を出力として設定し、デフォルトの出力値を設定するために使用されます。関数のプロトタイプは次のとおりです。

int gpio_direction_output(符号なし gpio、int 値)

関数のパラメータと戻り値は次の意味を持ちます。

gpio :出力として設定する GPIO 番号。

value : GPIO のデフォルト出力値。

戻り値: 0 、設定が成功した場合、負の値、設定が失敗した場合。

5. gpio_get_value関数 _

この関数は、 GPIOの値 (0 または 1)を取得するために使用されます。定義に示すように、この関数はマクロです。

#define gpio_get_value __gpio_get_value

int __gpio_get_value(符号なし gpio)

関数のパラメータと戻り値は次の意味を持ちます。

gpio :取得する GPIO番号。

戻り値: 非負の値、取得した GPIO 値、負の値、取得失敗。

6. gpio_set_value関数 _

この関数はGPIO の値を設定するために使用されます。この関数はマクロであり、次のように定義されます。

#define gpio_set_value __gpio_set_value

void __gpio_set_value(符号なし gpio、int 値)

関数のパラメータと戻り値は次の意味を持ちます。

gpio :設定する GPIOラベル。

value : 設定する値。

戻り値: なし

これらはgpio サブシステムで一般的に使用されるAPI関数であり、私たちが最もよく使用するものです。

gpioの動作例はプラットフォームで説明します