12. 5.11. GPIOs in the Device Tree

12.1. Введение

GPIO-пины в Linux не задаются напрямую в коде драйвера — вместо этого они описываются в Device Tree (DT). Это позволяет отделить описание «железа» от логики драйвера и адаптировать драйвер под разные платформы.

В этом разделе мы рассмотрим, как описываются GPIO в .dts файлах, как связать их с драйвером и как использовать имена (gpio-names) и флаги (active-low, bias-disable, output-high и т.п.).

12.2. Пример с кнопками (hellokeys)

hellokeys@0 {
    compatible = "arrow,hellokeys";
    gpios = <&gpio 17 0>, <&gpio 27 0>;
    gpio-names = "key1", "key2";
    status = "okay";
};

Здесь: - gpios — массив GPIO-ссылок: <контроллер пинов> <номер пина> <флаги> - gpio-names — логические имена, по которым драйвер будет обращаться к каждому пину - <&gpio 17 0> = GPIO №17, input, без флагов (0) - status = «okay» — активирует узел

Пример драйвера с использованием devm_gpiod_get():

key1 = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "key1", GPIOD_IN);
val = gpiod_get_value(key1);

—

12.3. План для RGB LED устройства

Следующий шаг — это подключение RGB LED на три GPIO пина. В .dts описание может выглядеть так:

led_rgb@0 {
    compatible = "kontakts,rgb-led";
    gpios = <&gpio 20 0>, <&gpio 21 0>, <&gpio 22 0>;
    gpio-names = "led_r", "led_g", "led_b";
    status = "okay";
};

Это создаёт логическую привязку:

led_r → GPIO 20
led_g → GPIO 21
led_b → GPIO 22

Флаг 0 обозначает, что пины по умолчанию работают в активном высоком уровне (active-high).

—

12.4. Флаги GPIO

В третьем аргументе каждой записи <&gpio X F> задаются флаги конфигурации:

0 — default (active-high input)
1 — active-low (инвертированная логика)
2 — output (значение зависит от ядра, часто используется с GPIOD_OUT_LOW / HIGH)
4 — bias-disable (отключение подтяжек)

Примеры более полной записи:

<&gpio 17 GPIO_ACTIVE_LOW>
<&gpio 18 GPIO_ACTIVE_HIGH>
<&gpio 19 (GPIO_ACTIVE_HIGH | GPIO_PULL_DOWN)>

Флаги описываются в include/dt-bindings/gpio/gpio.h

—

12.5. Где и как искать узлы GPIO в Linux

После загрузки системы вы можете просмотреть подключённые устройства и их GPIO:

ls /proc/device-tree/soc/
cat /proc/device-tree/soc/led_rgb@0/gpios
hexdump -C /proc/device-tree/soc/hellokeys@0/gpios

—

12.6. Вывод

Работа с GPIO через Device Tree — это основа переносимости драйверов под Linux. Поддержка gpios, gpio-names, interrupts и других свойств позволяет адаптировать один и тот же драйвер к множеству аппаратных конфигураций, изменяя только .dts.

В следующих разделах мы продолжим использование GPIO в контексте RGB LED и других устройств, опираясь на этот подход.