瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工艺，搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码，支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU，可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统，主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。

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第133章 GPIO操作函数实验

从本章节将对新gpio子系统中操作GPIO的相关api接口函数进行讲解。

133.1 函数介绍

1获取 GPIO 的方向函数：

（1）函数原型：

int gpiod_get_direction(struct gpio_desc *desc);

（2）头文件：

#include <linux/gpio/consumer.h>

（3）参数：

desc：指向GPIO描述符的指针。

（4）函数功能：

gpiod_get_direction函数用于获取GPIO的方向，即判断GPIO是输入还是输出。

（5）返回值：

返回值为整型，表示GPIO的方向。如果成功获取到GPIO方向，返回值为GPIO_LINE_DIRECTION_IN（0）表示输入，或GPIO_LINE_DIRECTION_OUT（1）表示输出。如果获取失败，返回值为负数，表示错误码。

该函数的作用是获取给定GPIO描述符所代表的GPIO的方向。通过该函数，可以确定GPIO 是配置为输入还是输出。返回值可以用于进一步判断和处理GPIO的方向相关逻辑。

2配置 GPIO 的方向函数：

（1）函数原型：

int gpiod_direction_input(struct gpio_desc *desc);

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

（2）头文件：

#include <linux/gpio/consumer.h>

（3）参数：

desc：指向GPIO描述符的指针。

value（仅适用于 gpiod_direction_output）：初始输出值，可以是0或1。

（4）函数功能：

gpiod_direction_input 函数用于配置GPIO的方向为输入。

gpiod_direction_output 函数用于配置GPIO的方向为输出，并可指定初始输出值。

（5）返回值：

返回值为整型，表示配置GPIO方向的结果。

如果成功配置GPIO方向，返回值为0。

如果配置失败，返回值为负数，表示错误码。

这两个函数用于配置GPIO的方向。gpiod_direction_input 将给定的GPIO描述符所代表的GPIO配置为输入模式。而 gpiod_direction_output 将GPIO配置为输出模式，并可以指定初始输出值。

3读取GPIO的电平状态函数：

（1）函数原型：

int gpiod_get_value(const struct gpio_desc *desc);

（2）头文件：

#include <linux/gpio/consumer.h>

（3）参数：

desc：指向GPIO描述符的指针。

（4）函数功能：

gpiod_get_value 函数用于读取 GPIO 的电平状态。

（5）返回值：

返回值为整型，表示GPIO的电平状态。

如果成功读取到 GPIO 的电平状态，返回值为 0 或 1，分别表示低电平和高电平。

如果读取失败，返回值为负数，表示错误码。

该函数用于读取给定GPIO描述符所代表的GPIO的电平状态。通过调用该函数，可以获取GPIO当前的电平状态，以便进一步处理和判断GPIO的状态。

4设置 GPIO 的电平状态函数：

（1）函数原型：

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

（2）头文件：

#include <linux/gpio/consumer.h>

（3）参数：

desc：指向GPIO描述符的指针。

value：要设置的 GPIO 的电平状态，可以是0或1。

（4）函数功能：

gpiod_set_value 函数用于设置GPIO的电平状态。

（5）返回值：无（void）

该函数用于设置给定GPIO描述符所代表的GPIO的电平状态。通过调用该函数，您可以将GPIO 设置为特定的电平状态，以便控制外部设备或执行其他相关操作。

value 参数表示要设置的 GPIO 的电平状态，可以是 0 或 1。当 value 为 0 时，表示设置 GPIO 为低电平；当 value 为 1 时，表示设置 GPIO 为高电平。

该函数没有返回值，因为它只是执行设置操作而不需要返回任何结果。

在使用该函数之前，需要确保 GPIO 已经被正确地配置为输出模式。

5将 GPIO 描述符转换为中断编号函数：

（1）函数原型：

int gpiod_to_irq(const struct gpio_desc *desc);

（2）头文件：

#include <linux/gpio/consumer.h>

（3）参数：

desc：指向 GPIO 描述符的指针。

（4）函数功能：

gpiod_to_irq 函数用于将 GPIO 描述符转换为中断号。

（5）返回值：

返回值为整型，表示中断号。

如果成功将GPIO描述符转换为中断号，返回值为大于等于0的中断号。

如果转换失败，返回值为负数，表示错误码。

该函数用于将给定GPIO描述符所代表的GPIO转换为对应的中断号。

133.2 驱动程序的编写

本实验对应的网盘路径为：iTOP-RK3568开发板【底板V1.7版本】\03_【iTOP-RK3568开发板】指南教程\02_Linux驱动配套资料\04_Linux驱动例程\87_gpioctrl06。

编写完成的gpio_api.c代码如下所示，添加的代码已加粗表示。

#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/mod_devicetable.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
struct gpio_desc *mygpio1;  // GPIO 描述符指针
int dir, value, irq;  // 方向、值和中断号变量

//平台设备初始化函数
int mydriver_probe(struct platform_device *dev) {
    printk("This is mydriver_probe\n");
	// 获取GPIO描述符
    mygpio1 = gpiod_get_optional(&dev->dev, "my", 0);
    if (mygpio1 == NULL) {
        printk("gpiod_get_optional error\n");
        return -1;
    }

    gpiod_direction_output(mygpio1, 0);  // 将 GPIO 设置为输出模式并设置初始值为低电平
    gpiod_set_value(mygpio1, 1);  // 设置 GPIO 为高电平

    dir = gpiod_get_direction(mygpio1);  // 获取 GPIO 的方向
    if (dir == GPIOF_DIR_IN) {
        printk("dir is GPIOF_DIR_IN\n");  // 输出方向为输入
    } else if (dir == GPIOF_DIR_OUT) {
        printk("dir is GPIOF_DIR_OUT\n");  // 输出方向为输出
    }

    value = gpiod_get_value(mygpio1);  // 获取 GPIO 的值
    printk("value is %d\n", value);  // 输出 GPIO 的值

    irq = gpiod_to_irq(mygpio1);  // 将 GPIO 转换为中断号
    printk("irq is %d\n", irq);  // 输出中断号

    return 0;
}

// 平台设备的移除函数
static int my_platform_remove(struct platform_device *pdev)
{
    printk(KERN_INFO "my_platform_remove: Removing platform device\n");

    // 清理设备特定的操作
    // ...

    return 0;
}


const struct of_device_id of_match_table_id[]  = {
	{.compatible="mygpio"},
};

// 定义平台驱动结构体
static struct platform_driver my_platform_driver = {
    .probe = my_platform_probe,
    .remove = my_platform_remove,
    .driver = {
        .name = "my_platform_device",
        .owner = THIS_MODULE,
		.of_match_table =  of_match_table_id,
    },
};

// 模块初始化函数
static int __init my_platform_driver_init(void)
{
    int ret;

    // 注册平台驱动
    ret = platform_driver_register(&my_platform_driver);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "Failed to register platform driver\n");
        return ret;
    }

    printk(KERN_INFO "my_platform_driver: Platform driver initialized\n");

    return 0;
}

// 模块退出函数
static void __exit my_platform_driver_exit(void)
{
    // 注销平台驱动
	gpiod_put(mygpio2);
    platform_driver_unregister(&my_platform_driver);

    printk(KERN_INFO "my_platform_driver: Platform driver exited\n");
}

module_init(my_platform_driver_init);
module_exit(my_platform_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("topeet");

133.3 运行测试

133.3.1 编译驱动程序

对于Makefile的内容注释已在上图添加，保存退出之后，来到存放gpio_api.c和Makefile文件目录下，如下图（图133-1）所示：

图 133-1

然后使用命令“make”进行驱动的编译，编译完成如下图（图133-2）所示：

图 133-2

编译完生成gpio_api.ko目标文件，如下图（图133-3）所示：

至此驱动模块就编译成功了。

133.3.2 运行测试

首先需要确保当前开发板使用的内核镜像是我们在132.2小节中修改设备树后编译生成的镜像，然后启动开发板，使用以下命令进行驱动的加载，如下图（图133-4）所示：

insmod gpio_api.ko

图 133-4

在驱动程序中首先会将GPIO的方向设置为输出，并且设置为了高电平，所以上面的第一个打印IO口方向为输出，而由于已经设置为了高电平，所以第二个打印1表示引脚为高电平，第三个打印的值为113，表示gpio转换的中断号，然后使用以下命令进行驱动的卸载，如下图所示：

rmmod gpio_api.ko

图 133-5

至此，GPIO操作函数实验就完成了。