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，現記錄于此。

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的多數代碼位于drivers/gpio/目錄下。

好了，開始走讀代碼，那么對于S5PV210這塊SoC，GPIO子系統的入口函數在哪里呢？在drivers/gpio/gpio-s5pv210.c中，入口函數的實現如下圖所示：

 1 static __init int s5pv210_gpiolib_init(void)

 2 {

 3     struct s3c_gpio_chip *chip = s5pv210_gpio_4bit;

 4     int nr_chips = ARRAY_SIZE(s5pv210_gpio_4bit);

 5     int gpioint_group = 0;

 6     int i = 0;

 7 

 8     for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {

 9         if (chip->config == NULL) {

10             chip->config = &gpio_cfg;

11             chip->group = gpioint_group++;

12         }

13         if (chip->base == NULL)

14             chip->base = S5PV210_BANK_BASE(i);

15     }

16 

17     samsung_gpiolib_add_4bit_chips(s5pv210_gpio_4bit, nr_chips);

18     s5p_register_gpioint_bank(IRQ_GPIOINT, 0, S5P_GPIOINT_GROUP_MAXNR);

19 

20     return 0;

21 }

22 core_initcall(s5pv210_gpiolib_init);

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，這里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

 1 struct s3c_gpio_chip {

 2     struct gpio_chip    chip;

 3     struct s3c_gpio_cfg    *config;

 4     struct s3c_gpio_pm    *pm;

 5     void __iomem        *base;

 6     int            irq_base;

 7     int            group;

 8     spinlock_t         lock;

 9 #ifdef CONFIG_PM

10     u32            pm_save[4];

11 #endif

12 };

　　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，注意是虛擬地址。

　　pm_save[]用于功耗管理，進入低功耗模式之前將相關寄存器的值存到該數組中，退出低功耗模式時將該數組的內容回寫到各寄存器中。

　　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成員用于控制和查看當前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并沒有出現在這里，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，并初始化了一些信息，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，由于涉及到的宏太多，而且沒什么難度，這里就不記錄了。

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，那么這里就需要給其賦值為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,