S3C24XX体系的Linux GPIO控制相关API实现

来源：互联网发布：linux lamp一键编辑：程序博客网时间：2024/05/09 15:40

GPIO（General Purpose Input/Output的缩写）就是芯片的引脚，引脚是可编程的可对引脚的工作模式进行设置：输入模式(检测输入信号)，输出模式(输出0或1)，高阻状态(常用于AD转换)，还有禁止或允许上内部下拉电阻(上拉：管脚通过电阻接高电平，下拉：管脚通过电阻接地，也可以外部接上拉或下拉电阻)，还有管脚复用等功能，即通过对内部寄存器的设置使引脚既可以工作在一般模式，作为普通的GPIO口使用，也可以工作在特殊模式，比如作为外部中断信号输入引脚等等。如果不设置GPIO引脚，CPU工作时有一个初始化模式，可以从datasheet（芯片手册）上了解。对GPIO的控制是编写驱动程序最常见和重要的一项工作内容。

在Linux2.6.25内核代码中，已经提供了针对三星S3C2410/S3C2440等芯片GPIO的控制，下面来分别介绍一般如何配置、管理GPIO。

下面的函数是用来根据新的功能需求配置一个GPIO引脚（定义在arch/arm/plat-s3c24xx/gpio.c）：

1 void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function)

2 {

3 void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);

4 unsigned long mask;

5 unsigned long con;

6 unsigned long flags;

8 if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {

9 mask = 1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);

10 } else {

11 mask = 3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;

12 }

14 switch (function) {

15 case S3C2410_GPIO_LEAVE:

16 mask = 0;

17 function = 0;

18 break;

20 case S3C2410_GPIO_INPUT:

21 case S3C2410_GPIO_OUTPUT:

22 case S3C2410_GPIO_SFN2:

23 case S3C2410_GPIO_SFN3:

24 if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {

25 function -= 1;

26 function &= 1;

27 function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);

28 } else {

29 function &= 3;

30 function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;

31 }

32 }

34 /* modify the specified register wwith IRQs off */

36 local_irq_save(flags);

38 con = __raw_readl(base + 0x00);

39 con &= ~mask;

40 con |= function;

42 __raw_writel(con, base + 0x00);

44 local_irq_restore(flags);

45 }

其中参数pin是要配置的GPIO引脚，参数function是要配置的功能。第3行，其中S3C2410_GPIO_BASE是内核代码中定义的宏，定义在include/asm-arm/arch-s3c2410/regs-gpio.h文件，定义如下：

#define S3C2410_GPIO_BASE(pin) ((((pin) & ~31) >> 1) + S3C24XX_VA_GPIO)

其中S3C24XX_VA_GPIO= ((S3C2410_PA_GPIO - S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART)= 0x56000000-0x50000000+0xF5000000= 0xF9000000，即通过S3C2410_GPIO_BASE宏可获得物理地址到虚拟地址的转化。第8~12行，计算要设置寄存器的掩码位，当引脚为GPIO的A端口时，它的掩码位是1位，通过芯片手册（如下）即可获得此信息。

如果引脚为A端口之外GPIO端口时，它是用两位来配置具体的引脚，故掩码为2位，通过芯片手册即可获得此信息。

其中S3C2410_GPIO_OFFSET宏被定义为：S3C2410_GPIO_OFFSET(pin) ((pin) & 31) 获得引脚的偏移位。第14~30行，根据参数function的值来修改设置特定function的值。第38~42行，是对寄存器操作最常见的做法：首先通过__raw_readl来读取寄存器原有的内容，第39、40行是根据新的需求修改原有的寄存器特定位的值（确保其他位保持不变），第42行，调用__raw_writel将修改后的寄存器值重新写入相应的寄存器。

对于s3c2410_gpio_cfgpin（）的应用具体，如s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB5, S3C2410_GPB5_OUTP); 其中S3C2410_GPB5对应的引脚为芯片手册上的GPB5，如下所示：

根据芯片手册，GPB5是由位[11:10]来控制，当该两位值为01时，则配置为输出。S3C2410_GPB5_OUTP的定义在include/asm-arm/arch-s3c2410/regs-gpio.h文件，定义如下：

#define S3C2410_GPB5_OUTP (0x01 << 10)

即[11:10]为01。如要要配置该GPIO为输入时，那么该两位的值就必须设置为00。

下面s3c2410_gpio_getcfg（）函数用来读取一个GPIO引脚的配置，该函数实现代码如下：

unsigned int s3c2410_gpio_getcfg(unsigned int pin)

{

void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);

unsigned long val = __raw_readl(base);

if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {

val >>= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);

val &= 1;

val += 1;

} else {

val >>= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;

val &= 3;

}

return val | S3C2410_GPIO_INPUT;

}

该函数根据引脚获得指定引脚配置的功能值。对于s3c2410_gpio_getcfg（）函数的应用事例如：s3c2410_gpio_getcfg（S3C2410_GPF0）；获得GPF0的功能值。

下面的s3c2410_gpio_pullup（）函数用来配置一个上拉电阻，其实现代码如下：

void s3c2410_gpio_pullup(unsigned int pin, unsigned int to)

{

void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);

unsigned long offs = S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);

unsigned long flags;

unsigned long up;

if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB)

return;

local_irq_save(flags);

up = __raw_readl(base + 0x08); //偏移的0x08是由于配置上拉寄存器的物理地址偏移

up &= ~(1L << offs);

up |= to << offs;

__raw_writel(up, base + 0x08);

local_irq_restore(flags);

}

除此之外，还有其他的GPIO相关函数，如s3c2410_gpio_getpull，s3c2410_gpio_setpin，s3c2410_gpio_getpin等，其实现方式与上述代码类似，有兴趣的读者可仔细阅读其实现代码。