GPIO

简介

GPIO, 全称 General-Purpose Input/Output（通用输入输出），是一种软件运行期间能够动态配置和控制的通用引脚。所有的 GPIO 在上电后的初始状态都是输入模式，可以通过软件设为上拉或下拉，也可以设置为中断脚，驱动强度都是可编程的,其核心是填充 GPIO bank 的方法和参数，并调用 gpiochip_add 注册到内核中。

GPIO引脚计算

LKD3568 有 5 组 GPIO bank：GPIO0~GPIO4，每组又以 A0~A7, B0~B7, C0~C7, D0~D7 作为编号区分,常用以下公式计算引脚：

GPIO pin脚计算公式：pin = bank * 32 + number

GPIO 小组编号计算公式：number = group * 8 + X

下面演示GPIO4_D5 pin脚计算方法： bank = 4; //GPIO4_D5 => 4, bank ∈ [0,4]

group = 3; //GPIO4_D5 => 3, group ∈ {(A=0), (B=1), (C=2), (D=3)}

X = 5; //GPIO4_D5 => 5, X ∈ [0,7]

number = group * 8 + X = 3 * 8 + 5 = 29

pin = bank*32 + number= 4 * 32 + 29 = 157;

GPIO	编号	引脚	编号	引脚	编号	引脚	编号	引脚
GPIO0	A0	0	B0	8	C0	16	D0	24
	A1	1	B1	9	C1	17	D1	25
	A2	2	B2	10	C2	18	D2	26
	A3	3	B3	11	C3	19	D3	27
	A4	4	B4	12	C4	20	D4	28
	A5	5	B5	13	C5	21	D5	29
	A6	6	B6	14	C6	22	D6	30
	A7	7	B7	15	C7	23	D7	31
GPIO1	A0	32	B0	40	C0	48	D0	56
	A1	33	B1	41	C1	49	D1	57
	A2	34	B2	42	C2	50	D2	58
	A3	35	B3	43	C3	51	D3	59
	A4	36	B4	44	C4	52	D4	60
	A5	37	B5	45	C5	53	D5	61
	A6	38	B6	46	C6	54	D6	62
	A7	39	B7	47	C7	55	D7	63
GPIO2	A0	64	B0	72	C0	80	D0	88
	A1	65	B1	73	C1	81	D1	89
	A2	66	B2	74	C2	82	D2	90
	A3	67	B3	75	C3	83	D3	91
	A4	68	B4	76	C4	84	D4	92
	A5	69	B5	77	C5	85	D5	93
	A6	70	B6	78	C6	86	D6	94
	A7	71	B7	79	C7	87	D7	95
GPIO3	A0	96	B0	104	C0	112	D0	120
	A1	97	B1	105	C1	113	D1	121
	A2	98	B2	106	C2	114	D2	122
	A3	99	B3	107	C3	115	D3	123
	A4	100	B4	108	C4	116	D4	124
	A5	101	B5	109	C5	117	D5	125
	A6	102	B6	110	C6	118	D6	126
	A7	103	B7	111	C7	119	D7	127
GPIO4	A0	128	B0	136	C0	144	D0	152
	A1	129	B1	137	C1	145	D1	153
	A2	130	B2	138	C2	146	D2	154
	A3	131	B3	139	C3	147	D3	155
	A4	132	B4	140	C4	148	D4	156
	A5	133	B5	141	C5	149	D5	157
	A6	134	B6	142	C6	150	D6	158
	A7	135	B7	143	C7	151	D7	159

GPIO4_D5 对应的设备树属性描述为:<&gpio4 29 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>,由kernel/include/dt-bindings/pinctrl/rockchip.h的宏定义可知，也可以将GPIO4_D5描述为<&gpio4 RK_PD5 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>。

#define RK_PA0		0
#define RK_PA1		1
#define RK_PA2		2
#define RK_PA3		3
#define RK_PA4		4
#define RK_PA5		5
#define RK_PA6		6
#define RK_PA7		7
#define RK_PB0		8
#define RK_PB1		9
#define RK_PB2		10
#define RK_PB3		11
......

GPIO4_D5 可能被其他功能占用，以下仅是举例说明。当引脚没有被其它外设复用时, 我们可以通过export导出该引脚去使用

:/ # ls /sys/class/gpio/
export     gpiochip128  gpiochip32   gpiochip64  unexport
gpiochip0  gpiochip255  gpiochip500  gpiochip96
:/ # echo 157 > /sys/class/gpio/export
:/ # ls /sys/class/gpio/
export   gpiochip0    gpiochip255  gpiochip500  gpiochip96
gpio157  gpiochip128  gpiochip32   gpiochip64   unexport
:/ # ls /sys/class/gpio/gpio157
active_low  device  direction  edge  power  subsystem  uevent  value
:/ # cat /sys/class/gpio/gpio157/direction
in
:/ # cat /sys/class/gpio/gpio157/value
0

FAQs

Q1: 如何将 PIN 的 MUX 值切换为一般的 GPIO？

A1: 当使用 GPIO request 时候，会将该 PIN 的 MUX 值强制切换为 GPIO，所以使用该 PIN 脚为 GPIO 功能的时候确保该 PIN 脚没有被其他模块所使用。

Q2: 为什么我用 IO 指令读出来的值都是 0x00000000？

A2: 如果用 IO 命令读某个 GPIO 的寄存器，读出来的值异常,如 0x00000000 或 0xffffffff 等，请确认该 GPIO 的 CLK 是不是被关了，GPIO 的 CLK 是由 CRU 控制，可以通过读取 datasheet 下面 CRU_CLKGATE_CON* 寄存器来查到 CLK 是否开启，如果没有开启可以用 io 命令设置对应的寄存器，从而打开对应的 CLK，打开 CLK 之后应该就可以读到正确的寄存器值了。

Q3: 测量到 PIN 脚的电压不对应该怎么查？

A3: 测量该 PIN 脚的电压不对时，如果排除了外部因素，可以确认下该 PIN 所在的 IO 电压源是否正确，以及 IO-Domain 配置是否正确。

Q4: gpio_set_value() 与 gpio_direction_output() 有什么区别？

A4: 如果使用该 GPIO 时，不会动态的切换输入输出，建议在开始时就设置好 GPIO 输出方向，后面拉高拉低时使用 gpio_set_value() 接口，而不建议使用 gpio_direction_output(), 因为 gpio_direction_output 接口里面有 mutex 锁，对中断上下文调用会有错误异常，且相比 gpio_set_value，gpio_direction_output 所做事情更多，浪费。