linux 虚拟gpio 通信,virt_gpio_controller

virt_gpio_controller

介绍

基于linux gpio子系统提供的接口，实现一个虚拟的gpio controller驱动，用于说明gpio controller驱动的开发流程。

软件架构

说明如何实现一个虚拟的gpio控制器驱动，从而让我们熟悉gpio控制器驱动的开发流程，

让我们在没有开发板的情况下，也可以很好的学习linux gpio子系统驱动。

虚拟gpio控制器说明

虽然是一个虚拟的gpio控制器，但我们还是说明该虚拟gpio控制器的相关参数。针对该虚拟gpio控

制器，主要提供4个寄存器，这四个寄存器的定义如下：

0x00：gpio方向寄存器，用于进行gpio的方向配置，每一位代表一个gpio，1表示输入；0表示输出；

0x08：gpio输入寄存器，用于存储输入方向的gpio的值，该寄存器为只读寄存器；

0x10：gpio输出寄存器，主要用于对配置为输出的gpio值的获取，1表示输出高电平；0表示输出低电平；

0x18：表示中断配置寄存器，主要针对gpio中断使能与关闭，1表示使能中断；0表示关闭中断；

0x20：表示中断状态寄存器，主要用于说明是否产生中断，1表示中断产生；0表示未产生中断，该寄存器只读，且值为读清零。

(本次我们实现的gpio，不涉及gpio中断部分的内容，因中断涉及irq_chip，此处先不实现gpio中断的内容)；

虚拟gpio控制器驱动涉及的内容说明

本次驱动开发主要涉及如下两部分的内容：

1. 实现一个platform device，用于传递虚拟gpio控制器的信息，包括gpio base index、gpio num等

2. 实现一个platform driver，该drvier实现的功能如下：

1. platform driver主要用于与上述platform device完成绑定，并根据platform dev提供的控制器参数，填充struct gpio_chip类型变量，并调用gpiochip_add完成gpio_chip的注册；

2. 为该platform device在/sys下创建3个属性文件，分别为vgpio_dir(模拟gpio方向寄存器，查看该虚拟gpio控制器的方向配置参数，该属性设置为只读，仅可通过gpio_chip提供的属性文件进行方向配置)、vgpio_in(模拟gpio输入寄存器，该属性为读写，我们可通过修改vgpio_in的值，模拟输入值，用以供虚拟gpio_chip进行查看)、vgpio_out(模拟gpio输出寄存器，该属性为只读)。

虚拟gpio控制器驱动相关的数据结构说明

本次驱动主要涉及两个数据结构：virt_gpio_plat_data_t、virt_gpio_chip_t

virt_gpio_plat_data_t用于platform_device与platform_driver之间传递虚拟gpio控制器的参数，因为

我们此次开发的虚拟gpio驱动未使用设备树配置虚拟gpio控制器参数，因此只能借virt_gpio_plat_data_t传递参数，另外当我们使用设备树配置虚拟gpio控制器参数时，可不设gpio base index的值，由系统进行分配；而我们不使用设备树配置虚拟gpio控制器参数时，则建议还是指定gpio base index吧。

typedef struct virt_gpio_plat_data_s

{

int base_gpio;

int gpio_num;

}virt_gpio_plat_data_t;

virt_gpio_chip_t为本次虚拟gpio控制器相关的私有变量，包括了该虚拟gpio控制器对应的参数，因我

们是虚拟gpio控制器，因此我们定义了gpio_dir、gpio_in、gpio_out、gpio_irq模拟四个寄存器，若是真实的gpio控制器，则只需要获取gpio控制器的寄存器地址即可。

typedef struct virt_gpio_chip_s

{

struct gpio_chip chip;

spinlock_t reg_lock;

uint64_t gpio_dir;

uint64_t gpio_in;

uint64_t gpio_out;

uint64_t gpio_irq;

/此处不需要该变量，因为我们是模拟的/

// void __iomem *reg_base;

}virt_gpio_chip_t;

安装教程

执行make

执行make install

使用说明

insmod virt_gpio.ko

insmod virt_gpio_dev.ko

在/sys/class/gpio目录下，即可看到我们创建的虚拟gpio控制器，然后即可向正常的访问gpio控制器一样，访问该虚拟gpio控制器。

在/sys/devices/platform/virt_gpio_dev/目录下可以查看虚拟gpio控制器的寄存器(主要包括文件vgpio_dir、vgpio_in、vgpio_out)