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嵌入式Linux GPIO 操作

 guitarhua 2011-11-13
嵌入式Linux GPIO 操作
2011年01月08日 星期六 18:32

1.在嵌入式Linux GPIO表示为“S3C2410_GPx(n)”,其中x的取值为“A,B,C,D,E,F,G,H.....”,表示那个GPIO口,n的取值为“1,2,3,.....”表示第几个管脚。

例如

B口的第六管教:S3C2410_GPB(6)

D口的第12管教:S3C2410_GPD(12)

.....

注 这些宏定义在arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/gpio-nrs.h,使用#include<mach/gpio-nrs.h>

以下包含#include <mach/hardware.h> <linux/gpio.h> <mach/regs-gpio.h>

2.设置gpio的工作模式是输入,输出还是其他的

voids3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function)

参数 pin 表示配置的管脚 形如“S3C2410_GPB(6)”的实参

参数 function 表示该管脚配置的功能 一般只能配置下列参数

S3C2410_GPIO_INPUT:该管脚配置为输入

S3C2410_GPIO_OUTPUT:该管脚配置为输出

S3C2410_GPIO_SFN1

S3C2410_GPIO_SFN2

S3C2410_GPIO_LEAVE

3.返回对应的GPIO的配置情况是输入,输出还是其他的
unsignedint s3c2410_gpio_getcfg(unsigned int pin)

参数 pin 表示配置的管脚 形如“S3C2410_GPB(6)”的实参

返回值

S3C2410_GPIO_INPUT:该管脚配置为输入

S3C2410_GPIO_OUTPUT:该管脚配置为输出

....

4.设置相应的GPIO的上拉电阻

voids3c2410_gpio_pullup(unsigned int pin, unsigned int to)

参数 pin 表示配置的管脚 形如“S3C2410_GPB(6)”的实参

参数 to  当to为1时候,相应的pin引脚设置为1,表示该GPIO要上拉电阻,to为0时候,相应的pin引脚配置为0,表示不要上拉电阻

5.ints3c2410_gpio_getpull(unsigned int pin)

参数 pin 表示配置的管脚 形如“S3C2410_GPB(6)”的实参

返回值 为1时候,表示该GPIO有上拉电阻;为0时候,表示没有上拉电阻

6.当GPIO的工作为输出时候,设置某个GPIO的值

voids3c2410_gpio_setpin(unsigned int pin, unsigned int to)

参数 pin 表示配置的管脚 形如“S3C2410_GPB(6)”的实参

参数 to  当to为1时候,相应的pin引脚设置为高电平,to为0时候,相应的pin引脚配置为低电平

7.当GPIO的工作为输入时候,设置某个GPIO的值

unsigned ints3c2410_gpio_getpin(unsigned int pin)

参数 pin 表示配置的管脚 形如“S3C2410_GPB(6)”的实参

返回值 为1时候,表示该GPIO输入高电平;为0时候,表示输入低电平

8.给定端口,转换出irq号

ints3c2410_gpio_getirq(unsigned int pin)

参数 pin 表示配置的管脚 形如“S3C2410_GPB(6)”的实参

返回值 irq

9.杂项配置

unsigned ints3c2410_modify_misccr(unsigned int clear, unsigned int change)


 
 
 
 

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。

*******************************************************************************

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

*******************************************************************************

#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)

*******************************************************************************

#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)

*******************************************************************************

#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

    

Register Address R/W Description     Reset Value

    

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

    

Register Address R/W Description     Reset Value

    

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

    

Register Address R/W Description Reset     Value

    

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 – – –

    

Register Address R/W Description     Reset Value

    

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 – – –

    
    
    

*******************************************************************************

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); *******************************************************************************


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