LInux-3.0.8中基於S5PV210的GPIO模塊代碼追蹤和分析
編寫按鍵驅動時，想知道內核是如何管理GPIO的，所以開始追蹤代碼，中間走了一些彎路，現記錄於此。
追蹤代碼之前，我猜測：第一，這部分代碼應該在系統set up階段執行；第二，GPIO的代碼應該在machine或者platform或者vendor相關的目錄下。事實證明，第一點是正確的，第二點基本是錯誤的，因為內核依靠對GPIO的抽象來管理之，這層抽象層給具體的machine留出了一些它們需要是實現的接口，這與其他的設備驅動框架在使用上是很類似的，當然，GPIO也是一種設備啊... ...所以，管理GPIO的多數代碼位於drivers/gpio/目錄下。
好了，開始走讀代碼，那麽對於S5PV210這塊SoC，GPIO子系統的入口函數在哪裏呢？在drivers/gpio/gpio-s5pv210.c中，入口函數的實現如下圖所示：
入口函數沒幾行代碼，但是下面所有的內容都要從它開始，所以一點一點來吧，這裏先羅列一下下面要敘述的內容：
1. struct s3c_gpio_chip的內容，以及重要的數組s5pv210_gpio_4bit；
2. 上述結構體中的成員config和base；
3. samsung_gpiolib_add_4bit_chips()的分析，這部分比較長。
第一部分，struct s3c_gpio_chip的介紹以及重要的數組s5pv210_gpio_4bit
從面向對象的角度來看，s3c_gpio_chip是gpio_chip的子類，但是又新增了一些新的屬性和操作。雖說它的名字是chip，但是一個s3c_gpio_chip描述的是一個GPIO bank，如GPA0、GPA1、GPB等等， 這一點在接著要介紹的數組s5pv210_gpio_4bit中得以清晰體現。
base成員表示的是當前bank的控制寄存器的起始虛擬地址，註意是虛擬地址。
config成員的類型是struct s3c_gpio_cfg，具體的結構是：
1 struct s3c_gpio_cfg { 2 unsigned int cfg_eint; 3 4 s3c_gpio_pull_t (*get_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs); 5 int (*set_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,6 s3c_gpio_pull_t pull); 7 8 unsigned (*get_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs); 9 int (*set_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs, 10 unsigned config); 11 };
可見config成員用於控制和查看當前bank的某個pin的上下拉電阻的狀態，以及設置和查看某引腳上的復用功能，這個成員作為子類struct s3c_gpio_cfg的新成員，說明以上這兩種功能在不同的machine以及GPIO IP上的差別是不能忽略的。
struct s3c_gpio_cfg中很重要的一個成員就是它的父類struct gpio_chip，它內容很多，不過看成員名字就基本能明白含義：
1 struct gpio_chip { 2 const char *label; 3 struct device *dev; 4 struct module *owner; 5 6 int (*request)(struct gpio_chip *chip, 7 unsigned offset); 8 void (*free)(struct gpio_chip *chip, 9 unsigned offset); 10 11 int (*direction_input)(struct gpio_chip *chip, 12 unsigned offset); 13 int (*get)(struct gpio_chip *chip, 14 unsigned offset); 15 int (*direction_output)(struct gpio_chip *chip, 16 unsigned offset, int value); 17 int (*set_debounce)(struct gpio_chip *chip, 18 unsigned offset, unsigned debounce); 19 20 void (*set)(struct gpio_chip *chip, 21 unsigned offset, int value); 22 23 int (*to_irq)(struct gpio_chip *chip, 24 unsigned offset); 25 26 void (*dbg_show)(struct seq_file *s, 27 struct gpio_chip *chip); 28 int base; 29 u16 ngpio; 30 const char *const *names; 31 unsigned can_sleep:1; 32 unsigned exported:1; 33 34 #if defined(CONFIG_OF_GPIO) 35 /* 36 * If CONFIG_OF is enabled, then all GPIO controllers described in the 37 * device tree automatically may have an OF translation 38 */ 39 struct device_node *of_node; 40 int of_gpio_n_cells; 41 int (*of_xlate)(struct gpio_chip *gc, struct device_node *np, 42 const void *gpio_spec, u32 *flags); 43 #endif 44 };
這個結構體中的request free等函數指針與gpio的request、free、direction_input、direction_output等函數的實現有關系。
接著看一下數組s5pv210_gpio_4bit，首先，這個名字中包含4bit，意思是每個bank的gpio控制寄存器中，每4bit控制一個gpio pin。這個數組很長，我們只取出個別元素看一下：
1 static struct s3c_gpio_chip s5pv210_gpio_4bit[] = { 2 { 3 .chip = { 4 .base = S5PV210_GPA0(0), 5 .ngpio = S5PV210_GPIO_A0_NR, 6 .label = "GPA0", 7 }, 8 }, { 9 .chip = { 10 .base = S5PV210_GPA1(0), 11 .ngpio = S5PV210_GPIO_A1_NR, 12 .label = "GPA1", 13 }, 14 }, { 15 .chip = { 16 .base = S5PV210_GPB(0), 17 .ngpio = S5PV210_GPIO_B_NR, 18 .label = "GPB", 19 }, 20 }, 21 ... .... 22 { 23 .base = (S5P_VA_GPIO + 0xC40), 24 .config = &gpio_cfg_noint, 25 .irq_base = IRQ_EINT(16), 26 .chip = { 27 .base = S5PV210_GPH2(0), 28 .ngpio = S5PV210_GPIO_H2_NR, 29 .label = "GPH2", 30 .to_irq = samsung_gpiolib_to_irq, 31 }, 32 }, { 33 .base = (S5P_VA_GPIO + 0xC60), 34 .config = &gpio_cfg_noint, 35 .irq_base = IRQ_EINT(24), 36 .chip = { 37 .base = S5PV210_GPH3(0), 38 .ngpio = S5PV210_GPIO_H3_NR, 39 .label = "GPH3", 40 .to_irq = samsung_gpiolib_to_irq, 41 }, 42 }, 43 };
這個數組描述了一些S5PV210上的gpio，但是對比數據手冊，有一些gpio並沒有出現在這裏，但是這已經足夠多了，可以說這個數組描述了系統中多數能夠使用的gpio，並初始化了一些信息，比如當前bank的第一個pin的編號、這個bank中所有pin的數量等等，這些都是宏定義，具體的需要看mach-s5pv210相關的頭文件，由於涉及到的宏太多，而且沒什麽難度，這裏就不記錄了。
第二部分，struct s3c_gpio_chip中的config成員和base成員初始化。
這一部分的處理在s5pv210_gpiolib_init函數中，可以看到s5pv210_gpio_4bit中很多元素的config成員沒有初始化，也就是NULL，那麽這裏就需要給其賦值為gpio_cfg，這個變量就在當前文件中，定義如下：
1 static struct s3c_gpio_cfg gpio_cfg = { 2 .set_config = s3c_gpio_setcfg_s3c64xx_4bit, 3 .set_pull = s3c_gpio_setpull_updown, 4 .get_pull = s3c_gpio_getpull_updown, 5 };
下面就看看這三個函數吧，看名字應該就能知道其功能了。
#ifdef CONFIG_S3C_GPIO_CFG_S3C64XX int s3c_gpio_setcfg_s3c64xx_4bit(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned int off, unsigned int cfg) { void __iomem *reg = chip->base; unsigned int shift = (off & 7) * 4; u32 con; if (off < 8 && chip->chip.ngpio > 8) reg -= 4; if (s3c_gpio_is_cfg_special(cfg)) { cfg &= 0xf; cfg <<= shift; } con = __raw_readl(reg); con &= ~(0xf << shift); con |= cfg; __raw_writel(con, reg); return 0; }
代碼邏輯很簡單，獲取當前bank的控制寄存器的虛擬地址，根據offset計算要控制的引腳在控制寄存器中的起始位，然後將要設置的cfg值寫入到控制寄存器，完成工作。不過這裏有個宏CONFIG_S3C_GPIO_CFG_S3C64XX，查看相關的Kconfig就可知道，一旦選中s5p相關的平臺，那麽S3C_GPIO_CFG_S3C64XX這個宏一定會定義。
LInux-3.0.8中基於S5PV210的GPIO模塊代碼追蹤和分析