iTOP-4412 开发板的 GPIO 是怎么操作的？
Exynos4412 所有的 GPIO 都有固定的地址，为了方便操作这些 GPIO，Linux 内核
在 gpio-exynos4.h 里面定义了一些 GPIO 的宏，例如：
#define EXYNOS4_GPA0(_nr) (EXYNOS4_GPIO_A0_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPA1(_nr) (EXYNOS4_GPIO_A1_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPB(_nr) (EXYNOS4_GPIO_B_START + (_nr))
.....................................
#define EXYNOS4_GPY5(_nr) (EXYNOS4_GPIO_Y5_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPY6(_nr) (EXYNOS4_GPIO_Y6_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPZ(_nr) (EXYNOS4_GPIO_Z_START + (_nr))
这些宏就是把每个 GPIO 的地址做了一下封装，它的好处就是方便我们使用并且
根据宏的名字就能直观的知道是在操作哪个 GPIO。
Linux 内核中关于 GPIO 的驱动在 driver/gpio/gpio-exynos4.c 文件里面， 在这
个文件中 GPIO 驱动初始化入口函数是 exynos4_gpiolib_init， 因为这个文件同
时也支持 4210 的 GPIO，所以开始先初始化了一些通用的 GPIO （4412 和 4210 都
有的 GPIO） ，代码如下：
chip = exynos4_gpio_common_4bit;
nr_chips = ARRAY_SIZE(exynos4_gpio_common_4bit);
for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
if (chip->base == NULL)
pr_err("No allocation of base address for [common gpio]");
}
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4_gpio_common_4bit,
nr_chips);
变量 exynos4_gpio_common_4bit 是一个数组， 定义了一些通用的 GPIO， nr_chips
是记录的 exynos4_gpio_common_4bit 数组里面素个数。
首先使用 for 循环遍历 exynos4_gpio_common_4bit 所有的素，为每个素的
config 结构赋值：
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
gpio_cfg 是类型为 s3c_gpio_cfg 的结构体，这个结构体的定义如下：
struct s3c_gpio_cfg {
unsigned int cfg_eint;
s3c_gpio_pull_t (*get_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned
offs);
int (*set_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,
s3c_gpio_pull_t pull);
unsigned (*get_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs);
int (*set_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,
unsigned config);
};
通过上面的代码我们可以看到这个结构体里主要是一些函数指针，get_pull 是
获取 GPIO 的上拉状态，set_pull 是设置 GPIO 上拉或下拉的，set_config 是设
置 GPIO 的工作模式，例如：输出/输入/其他功能。下面我们来看看 gpio_cfg
变量的定义，如下：
static struct s3c_gpio_cfg gpio_cfg = {
.set_config = s3c_gpio_setcfg_s3c64xx_4bit,
.set_pull = s3c_gpio_setpull_exynos4,
.get_pull = s3c_gpio_getpull_exynos4,
};
通过上面的代码，可以看到分别对 gpio_cfg 结构的三个函数指针赋值，这三个
函数 的 定义 是在 gpio-config.c 里面 实现 的 ， 这个 文 件 在 内核 源 码
arch/arm/plat-samsung 目录下，这三个函数的作用就是根据传进来的参数，配
置 GPIO 相应的寄存器，从而实现对 GPIO 的操作。
然后 我们 回到 gpio-exynos4.c ， 接 着看 下 面 的代 码， 完成 了
exynos4_gpio_common_4bit 中每个素的 config 结构赋值后， 接着会调用函数
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4_gpio_common_4bit, nr_chips) 来
向系统注册 GPIO 结构体。代码如下：
void __init samsung_gpiolib_add_4bit_chips(struct s3c_gpio_chip *chip,
int nr_chips)
{
for (; nr_chips > 0; nr_chips--, chip++) {
samsung_gpiolib_add_4bit(chip);
s3c_gpiolib_add(chip);
}
}
上面的代码主要有两个函数组成分别是 samsung_gpiolib_add_4bit(chip) 和
s3c_gpiolib_add(chip)， 首先我们来看下 samsung_gpiolib_add_4bit(chip)函
数的实现：
void __init samsung_gpiolib_add_4bit(struct s3c_gpio_chip *chip)
{
chip->chip.direction_input = samsung_gpiolib_4bit_input;
chip->chip.direction_output = samsung_gpiolib_4bit_output;
chip->pm = __gpio_pm(&s3c_gpio_pm_4bit);
}
这个函数也是为函数指针赋值，direction_input 是设置 GPIO 为输入模式，
direction_output 是设置 GPIO 为输出。
s3c_gpiolib_add(chip)函数主要作用是给一些函数指针赋值，然后根据传进来
的参数把对应的 GPIO 的信息保存到 gpio_desc 结构里，gpio_desc 是内核里面
定义的一个全局变量，用来保存每个 GPIO 的信息。 至此 GPIO 的驱动初始化就完
成了，其他它主要完成的功能就是为每个 GPIO 的结构体里面的函数指针赋值，
最后把每个 GPIO 结构信息保存到全局变量 gpio_desc 里面。
上面已经完成了一些通用的 GPIO 驱动的初始化，我们在回到 gpio-exynos4.c，
下面是根据 CPU 的型号初始化 CPU 特定的 GPIO 了，代码如下：
/* Only 4210 GPIO part */
if (soc_is_exynos4210()) {
chip = exynos4210_gpio_4bit;
nr_chips = ARRAY_SIZE(exynos4210_gpio_4bit);
for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
if (chip->base == NULL)
pr_err("No allocation of base address [4210 gpio]");
}
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4210_gpio_4bit,
nr_chips);
} else {
/* Only 4212/4412 GPIO part */
chip = exynos4212_gpio_4bit;
nr_chips = ARRAY_SIZE(exynos4212_gpio_4bit);
for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
if (chip->base == NULL)
pr_err("No allocation of base address [4212 gpio]");
}
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4212_gpio_4bit,
nr_chips);
}
通过看上面的代码，初始化过程与前面介绍的初始化通用 GPIO 原理是一样的，
这里我们不在细介绍。对所有 GPIO 的初始化完成以后内核中的其他驱动模块
就可以方便的使用我们注册到 gpio_desc 里面的 GPIO 了。内核提供了几个全局
函数来操作这些 GPIO：
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
void gpio_free(unsigned gpio)
int s3c_gpio_setpull(unsigned int pin, s3c_gpio_pull_t pull)
int s3c_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int config)
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
gpio_request 函数是申请 GPIO 操作， 根据传递进来的参数 gpio， 会去全局变量
gpio_desc 里面找到对应的 GPIO 结构，判断 desc 的标志位 flag 有没有被设置
FLAG_REQUESTED，如果有设置说明其他地方在使用这个 GPIO，程序返回-EBUSY
错误，如果没有设置就设置 flags 的标记为 FLAG_REQUESTED。
gpio_free 函数是释放 GPIO 操作，根据传递进来的参数，在 gpio_desc 全局变
量找到对应的 GPIO 结构，清除掉 desc 的 flag 标志变量的 FLAG_REQUESTED 位。
s3c_gpio_setpull 函数是设置 GPIO 的上拉或下拉的，变量 pull 的取值范围如
下定义：
#define S3C_GPIO_PULL_NONE ((__force s3c_gpio_pull_t)0x00)
#define S3C_GPIO_PULL_DOWN ((__force s3c_gpio_pull_t)0x01)
#define S3C_GPIO_PULL_UP ((__force s3c_gpio_pull_t)0x02)
S3C_GPIO_PULL_NONE 是悬空
S3C_GPIO_PULL_DOWN 是下拉
S3C_GPIO_PULL_UP 是上拉
s3c_gpio_cfgpin 函数是设置 GPIO 的功能：输入/输出/其他功能，第二个参数
config 取值范围如下：
#define S3C_GPIO_INPUT (S3C_GPIO_SPECIAL(0))
#define S3C_GPIO_OUTPUT (S3C_GPIO_SPECIAL(1))
#define S3C_GPIO_SFN(x) (S3C_GPIO_SPECIAL(x))
S3C_GPIO_INPUT 是输入模式，S3C_GPIO_OUTPUT 是输出模式，S3C_GPIO_SFN(x)
是其他模式，例如中断模式等。
gpio_direction_input 函数设置 GPIO 是输入功能。
gpio_direction_output 设置 GPIO 输出，第二个参数 value 取值 0 或 1,0 代表
输出低电平，1 代表输出高电平。
下面我们来看几个 GPIO 操作的例子：
if (gpio_request(EXYNOS4_GPX3(3), "MPU6050 INT"))
printk(KERN_WARNING "MPU6050 INT(GPX3.3) Port request error!!!\n");
else{
s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPX3(3), S3C_GPIO_PULL_NONE);
s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPX3(3), S3C_GPIO_SFN(0));
gpio_direction_input(EXYNOS4_GPX3(3));
gpio_free(EXYNOS4_GPX3(3));
}
上面的代码是设置 GPIO 引脚 GPX3_3 为输入模式，悬空。
err = gpio_request_one(EXYNOS4_GPX0(0), GPIOF_IN, "mcp251x_INT");
if (err) {
printk(KERN_ERR "failed to request mcp251x_INT\n");
return -1;
}
s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPX0(0), S3C_GPIO_SFN(0xf));
s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPX0(0), S3C_GPIO_PULL_NONE);
gpio_free(EXYNOS4_GPX0(0));
上面的代码设置 GPIO 引脚 GPX0_0 为中断模式。
if(gpio_request(EXYNOS4_GPK1(0), "GPK1_0"))
{
printk(KERN_ERR "failed to request GPK1_0 for "
"USI control\n");
return err;
}
gpio_direction_output(EXYNOS4_GPK1(0), 1);
s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPK1(0), S3C_GPIO_OUTPUT);
gpio_free(EXYNOS4_GPK1(0));
上面的代码设置 GPIO 引脚 GPK1_0 为输出模式，并且输出高电平。
iTOP-4412 的 GPIO 驱动就介绍到这里，大家有兴趣的话可以去内核里面细的
查看一下整个驱动的细实现。
Exynos4412 所有的 GPIO 都有固定的地址，为了方便操作这些 GPIO，Linux 内核
在 gpio-exynos4.h 里面定义了一些 GPIO 的宏，例如：
#define EXYNOS4_GPA0(_nr) (EXYNOS4_GPIO_A0_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPA1(_nr) (EXYNOS4_GPIO_A1_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPB(_nr) (EXYNOS4_GPIO_B_START + (_nr))
.....................................
#define EXYNOS4_GPY5(_nr) (EXYNOS4_GPIO_Y5_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPY6(_nr) (EXYNOS4_GPIO_Y6_START + (_nr))
#define EXYNOS4_GPZ(_nr) (EXYNOS4_GPIO_Z_START + (_nr))
这些宏就是把每个 GPIO 的地址做了一下封装，它的好处就是方便我们使用并且
根据宏的名字就能直观的知道是在操作哪个 GPIO。
Linux 内核中关于 GPIO 的驱动在 driver/gpio/gpio-exynos4.c 文件里面， 在这
个文件中 GPIO 驱动初始化入口函数是 exynos4_gpiolib_init， 因为这个文件同
时也支持 4210 的 GPIO，所以开始先初始化了一些通用的 GPIO （4412 和 4210 都
有的 GPIO） ，代码如下：
chip = exynos4_gpio_common_4bit;
nr_chips = ARRAY_SIZE(exynos4_gpio_common_4bit);
for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
if (chip->base == NULL)
pr_err("No allocation of base address for [common gpio]");
}
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4_gpio_common_4bit,
nr_chips);
变量 exynos4_gpio_common_4bit 是一个数组， 定义了一些通用的 GPIO， nr_chips
是记录的 exynos4_gpio_common_4bit 数组里面素个数。
首先使用 for 循环遍历 exynos4_gpio_common_4bit 所有的素，为每个素的
config 结构赋值：
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
gpio_cfg 是类型为 s3c_gpio_cfg 的结构体，这个结构体的定义如下：
struct s3c_gpio_cfg {
unsigned int cfg_eint;
s3c_gpio_pull_t (*get_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned
offs);
int (*set_pull)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,
s3c_gpio_pull_t pull);
unsigned (*get_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs);
int (*set_config)(struct s3c_gpio_chip *chip, unsigned offs,
unsigned config);
};
通过上面的代码我们可以看到这个结构体里主要是一些函数指针，get_pull 是
获取 GPIO 的上拉状态，set_pull 是设置 GPIO 上拉或下拉的，set_config 是设
置 GPIO 的工作模式，例如：输出/输入/其他功能。下面我们来看看 gpio_cfg
变量的定义，如下：
static struct s3c_gpio_cfg gpio_cfg = {
.set_config = s3c_gpio_setcfg_s3c64xx_4bit,
.set_pull = s3c_gpio_setpull_exynos4,
.get_pull = s3c_gpio_getpull_exynos4,
};
通过上面的代码，可以看到分别对 gpio_cfg 结构的三个函数指针赋值，这三个
函数 的 定义 是在 gpio-config.c 里面 实现 的 ， 这个 文 件 在 内核 源 码
arch/arm/plat-samsung 目录下，这三个函数的作用就是根据传进来的参数，配
置 GPIO 相应的寄存器，从而实现对 GPIO 的操作。
然后 我们 回到 gpio-exynos4.c ， 接 着看 下 面 的代 码， 完成 了
exynos4_gpio_common_4bit 中每个素的 config 结构赋值后， 接着会调用函数
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4_gpio_common_4bit, nr_chips) 来
向系统注册 GPIO 结构体。代码如下：
void __init samsung_gpiolib_add_4bit_chips(struct s3c_gpio_chip *chip,
int nr_chips)
{
for (; nr_chips > 0; nr_chips--, chip++) {
samsung_gpiolib_add_4bit(chip);
s3c_gpiolib_add(chip);
}
}
上面的代码主要有两个函数组成分别是 samsung_gpiolib_add_4bit(chip) 和
s3c_gpiolib_add(chip)， 首先我们来看下 samsung_gpiolib_add_4bit(chip)函
数的实现：
void __init samsung_gpiolib_add_4bit(struct s3c_gpio_chip *chip)
{
chip->chip.direction_input = samsung_gpiolib_4bit_input;
chip->chip.direction_output = samsung_gpiolib_4bit_output;
chip->pm = __gpio_pm(&s3c_gpio_pm_4bit);
}
这个函数也是为函数指针赋值，direction_input 是设置 GPIO 为输入模式，
direction_output 是设置 GPIO 为输出。
s3c_gpiolib_add(chip)函数主要作用是给一些函数指针赋值，然后根据传进来
的参数把对应的 GPIO 的信息保存到 gpio_desc 结构里，gpio_desc 是内核里面
定义的一个全局变量，用来保存每个 GPIO 的信息。 至此 GPIO 的驱动初始化就完
成了，其他它主要完成的功能就是为每个 GPIO 的结构体里面的函数指针赋值，
最后把每个 GPIO 结构信息保存到全局变量 gpio_desc 里面。
上面已经完成了一些通用的 GPIO 驱动的初始化，我们在回到 gpio-exynos4.c，
下面是根据 CPU 的型号初始化 CPU 特定的 GPIO 了，代码如下：
/* Only 4210 GPIO part */
if (soc_is_exynos4210()) {
chip = exynos4210_gpio_4bit;
nr_chips = ARRAY_SIZE(exynos4210_gpio_4bit);
for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
if (chip->base == NULL)
pr_err("No allocation of base address [4210 gpio]");
}
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4210_gpio_4bit,
nr_chips);
} else {
/* Only 4212/4412 GPIO part */
chip = exynos4212_gpio_4bit;
nr_chips = ARRAY_SIZE(exynos4212_gpio_4bit);
for (i = 0; i < nr_chips; i++, chip++) {
if (chip->config == NULL)
chip->config = &gpio_cfg;
if (chip->base == NULL)
pr_err("No allocation of base address [4212 gpio]");
}
samsung_gpiolib_add_4bit_chips(exynos4212_gpio_4bit,
nr_chips);
}
通过看上面的代码，初始化过程与前面介绍的初始化通用 GPIO 原理是一样的，
这里我们不在细介绍。对所有 GPIO 的初始化完成以后内核中的其他驱动模块
就可以方便的使用我们注册到 gpio_desc 里面的 GPIO 了。内核提供了几个全局
函数来操作这些 GPIO：
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
void gpio_free(unsigned gpio)
int s3c_gpio_setpull(unsigned int pin, s3c_gpio_pull_t pull)
int s3c_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int config)
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
gpio_request 函数是申请 GPIO 操作， 根据传递进来的参数 gpio， 会去全局变量
gpio_desc 里面找到对应的 GPIO 结构，判断 desc 的标志位 flag 有没有被设置
FLAG_REQUESTED，如果有设置说明其他地方在使用这个 GPIO，程序返回-EBUSY
错误，如果没有设置就设置 flags 的标记为 FLAG_REQUESTED。
gpio_free 函数是释放 GPIO 操作，根据传递进来的参数，在 gpio_desc 全局变
量找到对应的 GPIO 结构，清除掉 desc 的 flag 标志变量的 FLAG_REQUESTED 位。
s3c_gpio_setpull 函数是设置 GPIO 的上拉或下拉的，变量 pull 的取值范围如
下定义：
#define S3C_GPIO_PULL_NONE ((__force s3c_gpio_pull_t)0x00)
#define S3C_GPIO_PULL_DOWN ((__force s3c_gpio_pull_t)0x01)
#define S3C_GPIO_PULL_UP ((__force s3c_gpio_pull_t)0x02)
S3C_GPIO_PULL_NONE 是悬空
S3C_GPIO_PULL_DOWN 是下拉
S3C_GPIO_PULL_UP 是上拉
s3c_gpio_cfgpin 函数是设置 GPIO 的功能：输入/输出/其他功能，第二个参数
config 取值范围如下：
#define S3C_GPIO_INPUT (S3C_GPIO_SPECIAL(0))
#define S3C_GPIO_OUTPUT (S3C_GPIO_SPECIAL(1))
#define S3C_GPIO_SFN(x) (S3C_GPIO_SPECIAL(x))
S3C_GPIO_INPUT 是输入模式，S3C_GPIO_OUTPUT 是输出模式，S3C_GPIO_SFN(x)
是其他模式，例如中断模式等。
gpio_direction_input 函数设置 GPIO 是输入功能。
gpio_direction_output 设置 GPIO 输出，第二个参数 value 取值 0 或 1,0 代表
输出低电平，1 代表输出高电平。
下面我们来看几个 GPIO 操作的例子：
if (gpio_request(EXYNOS4_GPX3(3), "MPU6050 INT"))
printk(KERN_WARNING "MPU6050 INT(GPX3.3) Port request error!!!\n");
else{
s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPX3(3), S3C_GPIO_PULL_NONE);
s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPX3(3), S3C_GPIO_SFN(0));
gpio_direction_input(EXYNOS4_GPX3(3));
gpio_free(EXYNOS4_GPX3(3));
}
上面的代码是设置 GPIO 引脚 GPX3_3 为输入模式，悬空。
err = gpio_request_one(EXYNOS4_GPX0(0), GPIOF_IN, "mcp251x_INT");
if (err) {
printk(KERN_ERR "failed to request mcp251x_INT\n");
return -1;
}
s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPX0(0), S3C_GPIO_SFN(0xf));
s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPX0(0), S3C_GPIO_PULL_NONE);
gpio_free(EXYNOS4_GPX0(0));
上面的代码设置 GPIO 引脚 GPX0_0 为中断模式。
if(gpio_request(EXYNOS4_GPK1(0), "GPK1_0"))
{
printk(KERN_ERR "failed to request GPK1_0 for "
"USI control\n");
return err;
}
gpio_direction_output(EXYNOS4_GPK1(0), 1);
s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPK1(0), S3C_GPIO_OUTPUT);
gpio_free(EXYNOS4_GPK1(0));
上面的代码设置 GPIO 引脚 GPK1_0 为输出模式，并且输出高电平。
iTOP-4412 的 GPIO 驱动就介绍到这里，大家有兴趣的话可以去内核里面细的
查看一下整个驱动的细实现。