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Linux kernel devm_gpiod_get()函数详解

news 2025/7/13 11:00:29

devm_gpiod_get() 是 Linux 内核中用于通过设备树（Device Tree）获取 GPIO 描述符（GPIO Descriptor）的设备资源管理（Managed Device Resources, Devres）函数。它是现代 Linux 驱动开发中推荐使用的 GPIO 操作接口，替代了传统的 gpio_request() 等函数，具备更安全、更简洁的资源管理能力。

核心作用

从设备树中解析指定的 GPIO 资源，生成一个 gpio_desc 结构体（GPIO 描述符），并通过 Devres 机制自动管理其生命周期（设备移除时自动释放）。

函数原型

#include <linux/gpio/consumer.h>struct gpio_desc *devm_gpiod_get(struct device *dev, const char *con_id, enum gpiod_flags flags);

参数说明

**struct device *dev**
设备指针，表示当前要获取 GPIO 的设备（通常是驱动中 probe() 函数传入的 pdev）。内核通过此设备找到设备树中对应的 GPIO 节点。
**const char *con_id**
GPIO 的“连接标识符”，用于在设备树中匹配具体的 GPIO 属性。
- 若设备树中 GPIO 属性名为 gpios（最常见的通用情况），则 con_id 通常设为 NULL（表示默认的 gpios 属性）。
- 若设备树中为 GPIO 定义了别名（如 reset-gpios、irq-gpios），则 con_id 应设为对应的名称（如 "reset"、"irq"）。
**enum gpiod_flags flags**
GPIO 的配置标志，用于指定方向、初始状态等。常见取值：
```
enum gpiod_flags {GPIOD_ASIS	= 0,GPIOD_IN	= GPIOD_FLAGS_BIT_DIR_SET,GPIOD_OUT_LOW	= GPIOD_FLAGS_BIT_DIR_SET | GPIOD_FLAGS_BIT_DIR_OUT,GPIOD_OUT_HIGH	= GPIOD_FLAGS_BIT_DIR_SET | GPIOD_FLAGS_BIT_DIR_OUT |GPIOD_FLAGS_BIT_DIR_VAL,GPIOD_OUT_LOW_OPEN_DRAIN = GPIOD_OUT_LOW | GPIOD_FLAGS_BIT_OPEN_DRAIN,GPIOD_OUT_HIGH_OPEN_DRAIN = GPIOD_OUT_HIGH | GPIOD_FLAGS_BIT_OPEN_DRAIN,
};
```
- GPIOD_IN：输入模式（不指定初始值）。
- GPIOF_DIR_OUT：输出模式。
- GPIOD_OUT_LOW：输出模式下初始电平为低。
- GPIOD_OUT_HIGH：输出模式下初始电平为高。
- GPIOD_OUT_LOW_OPEN_DRAIN：开漏输出模式下初始电平为低。
- GPIOD_OUT_HIGH_OPEN_DRAIN：开漏输出模式下初始电平为高。

返回值

成功：返回指向 gpio_desc 结构体的指针（有效 GPIO 描述符）。
失败：返回 ERR_PTR(-errno)（如 -ENOENT 表示未找到 GPIO 资源，-EINVAL 表示参数错误等）。需用 IS_ERR() 宏检查是否为错误指针。

工作原理

设备树关联：驱动通过 dev 参数关联到具体设备，内核根据设备的 of_node（设备树节点）查找 con_id 对应的 GPIO 属性（如 gpios = <&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>;）。
资源分配：内核为该 GPIO 分配一个 gpio_desc 描述符，并根据 flags 配置其方向和初始状态。
Devres 管理：devm_ 前缀表示该资源由 Devres 机制管理。当设备被移除（如 remove() 函数调用或热拔插）时，内核会自动调用 gpiod_put() 释放该 GPIO 描述符，无需手动干预。

典型使用场景

在驱动的 probe() 函数中获取 GPIO 描述符，后续通过 gpio_desc 操作 GPIO（如设置方向、读写电平、注册中断等）。例如：

// 驱动 probe 函数示例
static int my_driver_probe(struct platform_device *pdev)
{struct gpio_desc *reset_gpio;int ret;// 获取名为 "reset" 的 GPIO（设备树中对应 reset-gpios）reset_gpio = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "reset", GPIOD_OUT_HIGH);if (IS_ERR(reset_gpio)) {dev_err(&pdev->dev, "Failed to get reset GPIO: %ld\n", PTR_ERR(reset_gpio));return PTR_ERR(reset_gpio);}// 使用 GPIO（例如：拉高电平触发复位）gpiod_set_value_cansleep(reset_gpio, 1);// ... 其他初始化逻辑 ...return 0;
}// 无需手动释放 reset_gpio！Devres 自动处理

注意事项

设备树配置：必须确保设备树中为设备正确配置了 GPIO 属性（如 gpios 或自定义名称的 *-gpios），否则 devm_gpiod_get() 会返回 -ENOENT 错误。
示例设备树节点：
```
my_device {compatible = "my,driver";reset-gpios = <&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  // con_id="reset"irq-gpios = <&gpio1 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;      // con_id="irq"
};
```
标志位组合：flags 需正确组合方向和初始状态（如 GPIOD_OUT_HIGH），避免无效配置。
并发访问：同一 gpio_desc 不可被多个驱动或同一驱动的不同实例重复获取，否则会导致资源冲突。
错误处理：必须检查 devm_gpiod_get() 的返回值（通过 IS_ERR()），避免对空指针进行操作。