MTK平台GPIO的使用与调试

我们在LINUX外设驱动的开发与调试中，GPIO的正确使用是一门必修课，本文主要描述MTK平台GPIO的使用和调试方法。

一，DWS的配置

打开dws文件的工具 DrvGen.exe 有新和旧两种，不同平台使用的工具可能不一样，新平台大多使用新的 DrvGen.exe，两种工具只是打开的方式和界面不一样，其实GPIO的配置项两个都大同小异，本文以MT6739平台为例，使用新的 DrvGen.exe 工具。

路径在：alps\vendor\mediatek\proprietary\scripts\dct下，打开后选择左上角Pro然后open我们项目上所使用的 codegen.dws 文件，配置完成后保存即可，使用起来非常方便。

如下图：

• EintMode：是否当作中断引脚来使用，例如GPIO3，如果选中了该模式，其它模式是不可见的。
• Def.Mode：GPIO默认的模式，即在系统启动过程中GPIO口的模式，GPIO口启动模式是定义在文件 cust_gpio_boot.h 文件中的，例如GPIO2的启动模式就是作为普通的GPIO口来使用。
• M0~M7：由于GPIO口是可以复用的，除了作为普通的GPIO口使用之外，还有其它用途，例如GPIO4则作为UART1RX来使用，所以勾选对应的复选模式为M2。
• nPull En：是指GPIO是否使能上拉或下拉，只有当GPIO作为输入模式时才生效。
• InPull SelHigh：上面只设置了是否使能上拉或下拉，但并没有指出到底是上拉还是下拉，此处勾选了就表示上拉，否则表示设置下拉，同样只有当GPIO作为输入模式时才生效。
• Def.Dir: 设置GPIO的默认方向，是输入还是输出，都需要设置的。
• In、Out：In和Out这两个选项暂时不知道有何用处，根据字面意思，应该是允许输入或输出的。
• OutHigh：指示GPIO口作为普通IO输出时的电平高低。
• VarName1：变量的名字，就是为GPIO口定义一个别名，在 Preloader 和 LK 驱动中只需要这个属性就可以操作这个GPIO，如设置输出电平的高低等。
• SMT：是否使能斯密特触发器。
• IES：输入使能，控制输入是否有效。

Preloader初始化：

文件：alps\vendor\mediatek\proprietary\bootable\bootloader\preloader\platform\mt6739\src\drivers\gpio_init.c

mt_gpio_set_default()->mt_gpio_set_default_chip()

LK初始化：

文件：alps\vendor\mediatek\proprietary\bootable\bootloader\lk\platform\mt6739\gpio_init.c

mt_gpio_set_default()->mt_gpio_set_default_chip()

具体的初始化流程此处不作分析，有兴趣的朋友可以到上面文件中分析。

二，Kernel中配置和使用GPIO

上面讲了DWS文件的配置，在 Preloader 和 LK 中我们会对GPIO进行初始化，在Preloader 和 LK 驱动中我们会根据需要对部分GPIO进行操作，如果在 Kernel 中我们不再对某些GPIO进行初始化和操作，将继续沿用 Preloader 和 LK 的属性。

pinctrl 子系统

在内核中我们使用 pinctrl 子系统对GPIO进行初始化。

dts部分配置：

&pio {
	xxx_default: xxx_default {
	};
	
	xxx_init: xxxinit {
		pins_cmd0_dat {
			pinmux = ; /*普通gpio模式*/
			slew-rate = <0>; /*0输入 1输出*/ 
			bias-disable; /*浮空 bias-pull-up = <00>上拉 bias-pull-down= <00>下拉*/
		};
		
		pins_cmd1_dat {
			pinmux = ;
			slew-rate = <0>;
			bias-disable; 
		};
	};
};

&xxx {
	pinctrl-names = "xxx_default", "xxx_init";
	pinctrl-0 = <&xxx_default>;
	pinctrl-1 = <&xxx_init>;

	status = "okay";
};

在dts配置中，如果需要使用GPIO的复用功能，只需在 pinmux = 中配置对应的复用功能即可。

如：

pinmux = ;

驱动中 Pinctrl API 的应用：

• struct pinctrl *pctl = devm_pinctrl_get(&pdev->dev);

获取一个 pinctrl 句柄，参数dev是包含这个 pin 的device结构体，即xxx这个设备的device。

• struct pinctrl_state *xxx_init = pinctrl_lookup_state(pctl, "xxx_init");

获取这个pin对应pin_state。

• pinctrl_select_state(pctl, xxx_init);

设置引脚为某个stata。

GpioLib 库函数使用

使用 pinctrl 子系统我们也能对GPIO进行控制，如输入输出等，但是使用 gpiolib 库函数来控制GPIO的输入输出等更为方便，我们只需获取对应的 GPIO_NUM 即可。 

获取 GPIO_NUM：

1. 直接定义-> #define GPIO_XXX_PIN     (GPIO84| 0x80000000)
2. 从dts里获取

xxx-gpio = <&pio 22 0>;

node = of_find_matching_node(NULL, of_match);        //node = client->dev.of_node

gpio_num = of_get_named_gpio(node, "xxx-gpio", 0);

获取 IRQ_NUM：

1. gpio_to_irq->irq_num = gpio_to_irq(gpio_num);
2. 从dts里获取

interrupt-parent = <&pio>;

interrupts = <22 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;

irq_num = irq_of_parse_and_map(node, 0);

获取到了 GPIO_NUM 和 IRQ_NUM 之后，我们就可以使用 gpiolib 库函数对GPIO进行操作了。

主要函数有：

static inline int gpio_request(unsigned int gpio, const char *label)

static inline void gpio_free(unsigned gpio)

static inline int gpio_direction_input(unsigned int gpio)

static inline int gpio_direction_output(unsigned int gpio, int v)

static inline int gpio_set_debounce(unsigned gpio, unsigned debounce) //防抖

static inline int gpio_get_value(unsigned int gpio)

static inline void gpio_set_value(unsigned int gpio, int v)

static inline int gpio_to_irq(unsigned int gpio)

static inline int irq_to_gpio(unsigned int irq的)

至于上面函数的功能也非常好理解，功能基本就是函数名的字面意思，这里就不做解释了。

三，使用ADB获取/配置GPIO

• 节点位置

在MTK平台，我们可以通过cat节点（mt_gpio）来查看对应的状态。不同的平台，该管脚对应的位置也是不同的。

需要先执行：adb root

查找节点位置：find sys/ -name "mt_gpio"            

一般位于：/sys/devices/platform/soc/1000b000.pinctrl/mt_gpio

• 查看GPIO状态：

adb输入命令：cat ./sys/devices/platform/soc/1000b000.pinctrl/mt_gpio

  PIN: [MODE] [DIR] [DOUT] [DIN] [PULL_EN] [PULL_SEL] [IES] [SMT] [DRIVE] ( [R1] [R0] )
  0: 011110100 01
  1: 000010100 01
  2: 000111100 01
  3: 000010100 01
  4: 011100100 00
  5: 000010100 01
  6: 000100110
  ...

对应的属性基本与DWS配置项一致，这里只对 [DRIVE] ( [R1] [R0] ) 两项进行说明

[DRIVE]：驱动能力,一般可取值0～7

([R1] [R0])：当前GPIO pin的（上下拉）并联电阻的使能状态

1 0表示enable R1，disable R0

0 1表示disable R1，enable R0

1 1表示enable R1， enable R0

不打印出来，表示当前的GPIO pin不支持PUPD状况，即只有一个上拉电阻、一个下拉电阻。

通过对比上面信息我们可以看出GPIO的设置是否生效，如对应属性和驱动中设置不符，则需要检查驱动是否有疏漏，还要检查对应的GPIO是否有其他模块也使用了，我们也可以使用adb将GPIO配置成我们需要的状态，来验证此GPIO是否可控，也可以用此方法来临时满足我们外设的需求，方便调试其他功能。

• 使用adb设置GPIO属性：

设置模式：echo mode 14 0 > mt_gpio

设置输入/输出：echo dir 14 1  > mt_gpio

输出高/低：echo out 14 1 > mt_gpio

设置pullen:  echo pullen 14 1 > mt_gpio

NOTE：设置pullen时，

For pin with 2 pull resistors, $value can be 0 (R1=0, R0=0), 1 (R1=0, R0=1), 2 (R1=1, R0=0), 3 (R1=1, R0=1)

For pin with 1 pull resistor, $value can be 0 or 1

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