Documentation/gpio/sysfs.txt

   1 GPIO Sysfs Interface for Userspace
   2 ==================================
   3
   4 Platforms which use the "gpiolib" implementors framework may choose to
   5 configure a sysfs user interface to GPIOs. This is different from the
   6 debugfs interface, since it provides control over GPIO direction and
   7 value instead of just showing a gpio state summary. Plus, it could be
   8 present on production systems without debugging support.
   9
  10 Given appropriate hardware documentation for the system, userspace could
  11 know for example that GPIO #23 controls the write protect line used to
  12 protect boot loader segments in flash memory. System upgrade procedures
  13 may need to temporarily remove that protection, first importing a GPIO,
  14 then changing its output state, then updating the code before re-enabling
  15 the write protection. In normal use, GPIO #23 would never be touched,
  16 and the kernel would have no need to know about it.
  17
  18 Again depending on appropriate hardware documentation, on some systems
  19 userspace GPIO can be used to determine system configuration data that
  20 standard kernels won't know about. And for some tasks, simple userspace
  21 GPIO drivers could be all that the system really needs.
  22
  23 Note that standard kernel drivers exist for common "LEDs and Buttons"
  24 GPIO tasks:  "leds-gpio" and "gpio_keys", respectively. Use those
  25 instead of talking directly to the GPIOs; they integrate with kernel
  26 frameworks better than your userspace code could.
  27
  28
  29 Paths in Sysfs
  30 --------------
  31 There are three kinds of entry in /sys/class/gpio:
  32
  33    -    Control interfaces used to get userspace control over GPIOs;
  34
  35    -    GPIOs themselves; and
  36
  37    -    GPIO controllers ("gpio_chip" instances).
  38
  39 That's in addition to standard files including the "device" symlink.
  40
  41 The control interfaces are write-only:
  42
  43     /sys/class/gpio/
  44
  45         "export" ... Userspace may ask the kernel to export control of
  46                 a GPIO to userspace by writing its number to this file.
  47
  48                 Example:  "echo 19 > export" will create a "gpio19" node
  49                 for GPIO #19, if that's not requested by kernel code.
  50
  51         "unexport" ... Reverses the effect of exporting to userspace.
  52
  53                 Example:  "echo 19 > unexport" will remove a "gpio19"
  54                 node exported using the "export" file.
  55
  56 GPIO signals have paths like /sys/class/gpio/gpio42/ (for GPIO #42)
  57 and have the following read/write attributes:
  58
  59     /sys/class/gpio/gpioN/
  60
  61         "direction" ... reads as either "in" or "out". This value may
  62                 normally be written. Writing as "out" defaults to
  63                 initializing the value as low. To ensure glitch free
  64                 operation, values "low" and "high" may be written to
  65                 configure the GPIO as an output with that initial value.
  66
  67                 Note that this attribute *will not exist* if the kernel
  68                 doesn't support changing the direction of a GPIO, or
  69                 it was exported by kernel code that didn't explicitly
  70                 allow userspace to reconfigure this GPIO's direction.
  71
  72         "value" ... reads as either 0 (low) or 1 (high). If the GPIO
  73                 is configured as an output, this value may be written;
  74                 any nonzero value is treated as high.
  75
  76                 If the pin can be configured as interrupt-generating interrupt
  77                 and if it has been configured to generate interrupts (see the
  78                 description of "edge"), you can poll(2) on that file and
  79                 poll(2) will return whenever the interrupt was triggered. If
  80                 you use poll(2), set the events POLLPRI and POLLERR. If you
  81                 use select(2), set the file descriptor in exceptfds. After
  82                 poll(2) returns, either lseek(2) to the beginning of the sysfs
  83                 file and read the new value or close the file and re-open it
  84                 to read the value.
  85
  86         "edge" ... reads as either "none", "rising", "falling", or
  87                 "both". Write these strings to select the signal edge(s)
  88                 that will make poll(2) on the "value" file return.
  89
  90                 This file exists only if the pin can be configured as an
  91                 interrupt generating input pin.
  92
  93         "active_low" ... reads as either 0 (false) or 1 (true). Write
  94                 any nonzero value to invert the value attribute both
  95                 for reading and writing. Existing and subsequent
  96                 poll(2) support configuration via the edge attribute
  97                 for "rising" and "falling" edges will follow this
  98                 setting.
  99
 100 GPIO controllers have paths like /sys/class/gpio/gpiochip42/ (for the
 101 controller implementing GPIOs starting at #42) and have the following
 102 read-only attributes:
 103
 104     /sys/class/gpio/gpiochipN/
 105
 106         "base" ... same as N, the first GPIO managed by this chip
 107
 108         "label" ... provided for diagnostics (not always unique)
 109
 110         "ngpio" ... how many GPIOs this manges (N to N + ngpio - 1)
 111
 112 Board documentation should in most cases cover what GPIOs are used for
 113 what purposes. However, those numbers are not always stable; GPIOs on
 114 a daughtercard might be different depending on the base board being used,
 115 or other cards in the stack. In such cases, you may need to use the
 116 gpiochip nodes (possibly in conjunction with schematics) to determine
 117 the correct GPIO number to use for a given signal.
 118
 119
 120 Exporting from Kernel code
 121 --------------------------
 122 Kernel code can explicitly manage exports of GPIOs which have already been
 123 requested using gpio_request():
 124
 125         /* export the GPIO to userspace */
 126         int gpiod_export(struct gpio_desc *desc, bool direction_may_change);
 127
 128         /* reverse gpio_export() */
 129         void gpiod_unexport(struct gpio_desc *desc);
 130
 131         /* create a sysfs link to an exported GPIO node */
 132         int gpiod_export_link(struct device *dev, const char *name,
 133                       struct gpio_desc *desc);
 134
 135         /* change the polarity of a GPIO node in sysfs */
 136         int gpiod_sysfs_set_active_low(struct gpio_desc *desc, int value);
 137
 138 After a kernel driver requests a GPIO, it may only be made available in
 139 the sysfs interface by gpiod_export(). The driver can control whether the
 140 signal direction may change. This helps drivers prevent userspace code
 141 from accidentally clobbering important system state.
 142
 143 This explicit exporting can help with debugging (by making some kinds
 144 of experiments easier), or can provide an always-there interface that's
 145 suitable for documenting as part of a board support package.
 146
 147 After the GPIO has been exported, gpiod_export_link() allows creating
 148 symlinks from elsewhere in sysfs to the GPIO sysfs node. Drivers can
 149 use this to provide the interface under their own device in sysfs with
 150 a descriptive name.
 151
 152 Drivers can use gpiod_sysfs_set_active_low() to hide GPIO line polarity
 153 differences between boards from user space. Polarity change can be done both
 154 before and after gpiod_export(), and previously enabled poll(2) support for
 155 either rising or falling edge will be reconfigured to follow this setting.