linux 端口使能,ARM Linux下访问GPIO端口

Myth丶恋晨 2023-01-19 15:57 14阅读 0赞

GPIO(GeneralPurpose

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Linux内核代码中，已经提供了针对三星S3C2410/S3C2440等芯片GPIO的控制。

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linux-2.6.30.4\\arch\\arm\\plat-s3c\\include\\plat\\ map-base.h

\#defineS3C\_ADDR\_BASE (0xF4000000)

\#ifndef \_\_ASSEMBLY\_\_

\#define S3C\_ADDR(x)  ((void\_\_iomem \_\_force \*)S3C\_ADDR\_BASE+ (x))

\#else

\#defineS3C\_ADDR(x) (S3C\_ADDR\_BASE+ (x))

\#endif

\#define S3C\_VA\_IRQ    S3C\_ADDR(0x00000000)     /\* irq controller(s) \*/

\#define S3C\_VA\_SYS   S3C\_ADDR(0x00100000)     /\* system control \*/

\#define S3C\_VA\_MEM S3C\_ADDR(0x00200000)     /\* system control \*/

\#define S3C\_VA\_TIMER      S3C\_ADDR(0x00300000)     /\* timer block \*/

\#define S3C\_VA\_WATCHDOG     S3C\_ADDR(0x00400000)     /\* watchdog \*/

\#define S3C\_VA\_UART      S3C\_ADDR(0x01000000)    /\*UART \*/

linux-2.6.30.4\\arch\\arm\\plat-s3c24xx\\include\\plat\\ map.h

/\* UARTs \*/

\#defineS3C24XX\_VA\_UART        S3C\_VA\_UART

\#define S3C2410\_PA\_UART    (0x50000000)

\#define S3C24XX\_SZ\_UART          SZ\_1M

\#define S3C\_UART\_OFFSET         (0x4000)

UART映射后的虚拟地址是0xF4000000＋0x01000000

linux-2.6.30.4\\arch\\arm\\plat-s3c24xx\\include\\plat\\ map.h

/\* GPIO ports \*/

\#define S3C2410\_PA\_GPIO     (0x56000000)

\#defineS3C24XX\_VA\_GPIO       ((S3C24XX\_PA\_GPIO- S3C24XX\_PA\_UART) + S3C24XX\_VA\_UART)//GPIO的虚拟地址

\#define S3C24XX\_SZ\_GPIO          SZ\_1M

GPIO的基地址为 0xfb000000

S3C24XX\_VA\_GPIO在不同的linux版本中可能不一样，2.6.30.4是按照上面的方式，下图是2.6.22.6的实现方法                linux/include/asm-arm/arch-s3c2410/map.h

\#ifndef \_\_ASSEMBLY\_\_

\#define S3C2410\_ADDR(x) ((void \_\_iomem \*)0xF0000000 + (x))

\#else

\#define S3C2410\_ADDR(x) (0xF0000000 + (x))

\#endif

\#define S3C2400\_ADDR(x) S3C2410\_ADDR(x)

/\* GPIO ports \*/

\#define S3C24XX\_VA\_GPIO S3C2410\_ADDR(0x00E00000)

\#define S3C2400\_PA\_GPIO (0x15600000)

\#define S3C2410\_PA\_GPIO (0x56000000)

\#define S3C24XX\_SZ\_GPIO SZ\_1M

arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/regs-gpio.h

\#defineS3C2410\_GPIOREG(x) ((x) + S3C24XX\_VA\_GPIO)//在GPIO的虚拟地址上直接偏移

\#define S3C24XX\_GPIOREG2(x) ((x) + S3C24XX\_VA\_GPIO2)

linux-2.6.30.4/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/gpio-nrs.h

\#defineS3C2410\_GPIONO(bank,offset)((bank) + (offset))

\#defineS3C2410\_GPIO\_BANKA   (32\*0)//每组最多32个端口

\#define S3C2410\_GPIO\_BANKB  (32\*1)

\#define S3C2410\_GPIO\_BANKC  (32\*2)

\#define S3C2410\_GPIO\_BANKD  (32\*3)

\#define S3C2410\_GPIO\_BANKE  (32\*4)

\#define S3C2410\_GPIO\_BANKF  (32\*5)

\#define S3C2410\_GPIO\_BANKG  (32\*6)

\#define S3C2410\_GPIO\_BANKH   (32\*7)

arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/regs-gpio.h

\#defineS3C2410\_GPACON         S3C2410\_GPIOREG(0x00)//A组GPIO的控制寄存器

\#define S3C2410\_GPADAT      S3C2410\_GPIOREG(0x04)//A组GPIO的数据寄存器

\#define S3C2400\_GPACON     S3C2410\_GPIOREG(0x00)

\#define S3C2400\_GPADAT      S3C2410\_GPIOREG(0x04)

\#defineS3C2410\_GPA0         S3C2410\_GPIONO(S3C2410\_GPIO\_BANKA, 0)//A组GPIO的第0个的pin数

\#define S3C2410\_GPA0\_OUT    (0<<0)//设置A0为输出功能

\#define S3C2410\_GPA0\_ADDR0  (1<<0)//设置A0作为地址线ADDR0

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\#define S3C2410\_GPBCON     S3C2410\_GPIOREG(0x10)

\#define S3C2410\_GPBDAT      S3C2410\_GPIOREG(0x14)

\#define S3C2410\_GPBUP        S3C2410\_GPIOREG(0x18)

\#define S3C2410\_GPB0        S3C2410\_GPIONO(S3C2410\_GPIO\_BANKB, 0)

\#define S3C2410\_GPB0\_INP    (0x00 << 0)

\#define S3C2410\_GPB0\_OUTP   (0x01 << 0)

\#define S3C2410\_GPB0\_TOUT0  (0x02 << 0)

\#define S3C2400\_GPB0\_DATA16 (0x02 << 0)

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\#define S3C2410\_GPCCON     S3C2410\_GPIOREG(0x20)

\#define S3C2410\_GPCDAT      S3C2410\_GPIOREG(0x24)

\#define S3C2410\_GPCUP        S3C2410\_GPIOREG(0x28)

\#define S3C2410\_GPC0           S3C2410\_GPIONO(S3C2410\_GPIO\_BANKC, 0)

\#define S3C2410\_GPC0\_INP       (0x00<< 0)

\#define S3C2410\_GPC0\_OUTP    (0x01<< 0)

\#define S3C2410\_GPC0\_LEND   (0x02<< 0)

\#define S3C2400\_GPC0\_VD0     (0x02<< 0)

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\#define S3C2410\_GPDCON     S3C2410\_GPIOREG(0x30)

\#define S3C2410\_GPDDAT     S3C2410\_GPIOREG(0x34)

\#define S3C2410\_GPDUP       S3C2410\_GPIOREG(0x38)

— Port     A(GPA): 25-output port

— Port     B(GPB): 11-input/out port

— Port     C(GPC): 16-input/output port

— Port     D(GPD): 16-input/output port

— Port     E(GPE): 16-input/output port

— Port     F(GPF): 8-input/output port

— Port     G(GPG): 16-input/output port

— Port     H(GPH): 9-input/output port

— Port     J(GPJ): 13-input/output port

GPACON 0x56000000 R/W Configures     the pins of port A 0xffffff

GPADAT 0x56000004 R/W The data     register for port A Undef.

Reserved 0x56000008 – Reserved     Undef

Reserved 0x5600000c – Reserved Undef

GPBCON 0x56000010 R/W Configures     the pins of port B 0x0

GPBDAT 0x56000014 R/W The data     register for port B Undef.

GPBUP  0x56000018 R/W Pull-up disable register     for port B 0x0

Reserved 0x5600001c

GPCCON 0x56000020 R/W Configures     the pins of port C 0x0

GPCDAT 0x56000024 R/W The data     register for port C Undef.

GPCUP 0x56000028 R/W Pull-up     disable register for port C 0x0

Reserved 0x5600002c – – –

GPDCON 0x56000030 R/W Configures     the pins of port D 0x0

GPDDAT 0x56000034 R/W The data     register for port D Undef.

GPDUP 0x56000038 R/W Pull-up     disable register for port D 0xf000

Reserved 0x5600003c – – –

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void s3c2410\_gpio\_cfgpin(unsignedint pin, unsigned int function)// 其中参数pin是要配置的GPIO引脚，参数function是要配置的功能

void \_\_iomem \*base = S3C24XX\_GPIO\_BASE(pin);

unsignedlong mask;

unsignedlong con;

unsignedlong flags;

if(pin < S3C2410\_GPIO\_BANKB)\{

mask= 1 << S3C2410\_GPIO\_OFFSET(pin);

\}else \{

mask= 3 << S3C2410\_GPIO\_OFFSET(pin)\*2;

//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

switch(function) \{

caseS3C2410\_GPIO\_LEAVE:

mask= 0;

function= 0;

break;

caseS3C2410\_GPIO\_INPUT:

caseS3C2410\_GPIO\_OUTPUT:

caseS3C2410\_GPIO\_SFN2:

caseS3C2410\_GPIO\_SFN3:

if(pin < S3C2410\_GPIO\_BANKB)\{

function-= 1;

function&= 1;

function<<= S3C2410\_GPIO\_OFFSET(pin);

\}else \{

function&= 3;

function<<= S3C2410\_GPIO\_OFFSET(pin)\*2;

/\* modify thespecified register wwith IRQs off \*/

local\_irq\_save(flags);// 关中断

con = \_\_raw\_readl(base + 0x00);

con &= ~mask;

con |= function;

\_\_raw\_writel(con, base + 0x00);

local\_irq\_restore(flags);// 开中断

arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/regs-gpio.h

\#define S3C2410\_GPIO\_BASE(pin)  ((((pin) & ~31) >> 1) + S3C24XX\_VA\_GPIO)

每组GPIO的虚拟基地址(要先屏蔽最低的5位)根据端口编号pin，算出端口所在组的虚拟基址。((pin) &

~31)是去掉pin当中小于等于31的零头(清0低5位)，>>1的原因是每组GPIO中最多可以有32个端口，控制这些端口需要4个寄存

器空间，4个寄存器空间就需要4\*4=16个字节进行编址，32/16=2，左移一位刚好满足。也就是说，上一组端口和下一组端口的编号相差32，而控制

寄存器的地址相差16。

\#define S3C2410\_GPIO\_OFFSET(pin) ((pin) & 31)

//根据端口编号pin，算出端口所在组的偏移量。((pin) & 31)即去掉比31大的数

linux/arch/arm/plat-s3c24xx/gpio.c

s3c2410\_gpio\_cfgpin     //配置端口的GPIO的功能

s3c2410\_gpio\_getcfg    //读取功能配置

s3c2410\_gpio\_pullup    //配置上拉电阻

s3c2410\_modify\_misccr //杂项配置

s3c2410\_gpio\_getirq     //给定端口，转换出IRQ号

s3c2410\_gpio\_irqfilter   //配置IRQ过滤使能与否

s3c2410\_gpio\_setpin    //写数据到端口

s3c2410\_gpio\_getpin    //从端口读数据

以下代码摘自Leds的驱动程序，旨在说明linux下如何访问寄存器

static unsigned long led\_table \[\] =

S3C2410\_GPB5,

S3C2410\_GPB6,

S3C2410\_GPB7,

S3C2410\_GPB8,

\};

/\* 用来指定GPIO引脚的功能：输出 \*/

static unsigned int led\_cfg\_table \[\] =

S3C2410\_GPB5\_OUTP,

S3C2410\_GPB6\_OUTP,

S3C2410\_GPB7\_OUTP,

S3C2410\_GPB8\_OUTP,

\};

static int gt2440\_leds\_ioctl(

structinode \*inode,

structfile \*file,

unsignedint cmd,

unsignedlong arg)

if(arg > 4)

return-EINVAL;

switch(cmd)

caseIOCTL\_LED\_ON:

//设置指定引脚的输出电平为0

s3c2410\_gpio\_setpin(led\_table\[arg\], 0);

return0;

caseIOCTL\_LED\_OFF:

//设置指定引脚的输出电平为1

s3c2410\_gpio\_setpin(led\_table\[arg\], 1);

return0;

default:

return-EINVAL;

static struct file\_operations dev\_fops = \{

.owner    =     THIS\_MODULE,

.ioctl       =     gt2440\_leds\_ioctl,

\};

static struct miscdevice misc = \{

.minor= MISC\_DYNAMIC\_MINOR,

.name= DEVICE\_NAME,

.fops= &dev\_fops,

\};

static int \_\_init dev\_init(void)

intret;

inti;

for(i = 0; i < 4; i++)

s3c2410\_gpio\_cfgpin(led\_table\[i\],led\_cfg\_table\[i\]);

s3c2410\_gpio\_setpin(led\_table\[i\],0);// 设置相应GPIO口的值

ret= misc\_register(&misc);

printk(DEVICE\_NAME" initialized\\n");

returnret;

static void \_\_exit dev\_exit(void)

misc\_deregister(&misc);

module\_init(dev\_init);

module\_exit(dev\_exit); \*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*