I/O驱动相关__raw_readl和__raw_writel

 

1.S3C2410_GPB5是端口编号，定义在regs-gpio.h中，

#define S3C2410_GPIO_BANKB   (32*1)
#define S3C2410_GPIONO(bank,offset)   ((bank) + (offset))
#define S3C2410_GPB5         S3C2410_GPIONO(S3C2410_GPIO_BANKB, 5)

S3C2410共有130个GPIO，分为9组（GPA~GPJ），每组最多可以有32个，每个GPIO有2~4个可选功能，每组的控制寄存器空间有4个，例如对于GPB，有GPBCON、GPBDAT、GPBUP和Reserved，分别是功能配置、数据缓存、上拉使能和保留。

上面的S3C2410_GPB5就是GPIO的编号，也就是在号码空间（0~32*9-1）中的位置，bank是分组的基号码，offset是组内偏移量。（也就是说把所有的IO口从0开始进行统一的编号如：S3C2410_GPA0=0，S3C2410_GPA1=1，S3C2410_GPB0=32，S3C2410_GPC0=48等）

2.S3C2410_GPB5_OUTP是端口功能，定义在regs-gpio.h中，

#define S3C2410_GPB5_INP     (0x00 << 10)
#define S3C2410_GPB5_OUTP    (0x01 << 10)

GPBCON的第10、11两位用于配置GPB5的功能，00 = Input ，01 = Output

3.S3C2410 GPIO的操作函数

在hardware.h文件中有：

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

这些函数的实现在gpio.h中

void s3c2410_gpio_setpin(unsigned int pin, unsigned int to)
{
void __iomem *base = S3C2410_GPIO_BASE(pin);//算出端口所在组虚拟基址如：//GPA=0xF0E00000   

                                                                                                                               //GPB=0XF0E00010

unsigned long offs = S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);        //算出端口所在组的偏移量（0～31）
unsigned long flags;
unsigned long dat;

local_irq_save(flags);

dat = __raw_readl(base + 0x04);    //虚拟基址加0x04为 GP*DAT寄存器，加0x00为GP*ON等  

                                                     //读出当前GP*DAT寄存器的值               
dat &= ~(1 << offs);     //根据offs偏移量对该寄存器中选中的 位 清零，其他位保持不变
dat |= to << offs;         //根据形参对要求的位进行位操作，来实现对具体某个IO口的配置
__raw_writel(dat, base + 0x04);     //将配置写入到寄存器（这里是虚拟地址）

local_irq_restore(flags);
}

4.S3C2410_GPIO_BASE和S3C2410_GPIO_OFFSET也是在regs-gpio.h文件中定义，

#define S3C2410_GPIO_BASE(pin)       ((((pin) & ~31) >> 1) + S3C24XX_VA_GPIO)
#define S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)   ((pin) & 31)

而在map.h中有：

/* GPIO ports */
#define S3C24XX_VA_GPIO    S3C2410_ADDR(0x00E00000) //虚拟地址S3C24XX_VA_GPIO= 0xF0E00000
#define S3C2400_PA_GPIO    (0x15600000)
#define S3C2410_PA_GPIO    (0x56000000) //GPACON 物理地址
#define S3C24XX_SZ_GPIO    SZ_1M //0x100000 = 1024 *1024

S3C2410_GPIO_BASE作用是：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。

S3C2410_GPIO_OFFSET作用是：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（清0第6位以上的位）。     

5. __raw_readl和__raw_writel

Linux对I/O的操作都定义在asm/io.h中，相应的在arm平台下，就在asm-arm/io.h中。

#define __raw_readl(a)   (__chk_io_ptr(a), *(volatile unsigned int __force   *)(a))
#define __raw_writel(v,a) (__chk_io_ptr(a), *(volatile unsigned int __force   *)(a) = (v))

在include\linux\compiler.h中：

#ifdef __CHECKER__
……
extern void __chk_io_ptr(void __iomem *);
#else
……
# define __chk_io_ptr(x) (void)0
……
#endif

__raw_readl(a)展开是：((void)0, *(volatile unsigned int _force *)(a))。在定义了__CHECKER__的时候先调用__chk_io_ptr检查该地址，否则__chk_io_ptr什么也不做，*(volatile unsigned int _force *)(a)就是返回地址为a处的值。(void)xx的做法有时候是有用的，例如编译器打开了检查未使用的参数的时候需要将没有用到的参数这么弄一下才能编译通过。

CPU对I/O的物理地址的编程方式有两种：一种是I/O映射，一种是内存映射。__raw_readl和__raw_writel等是原始的操作I/O的方法，由此派生出来的操作方法有：inb、outb、_memcpy_fromio、readb、writeb、ioread8、iowrite8等。

6.local_irq_save和local_irq_restore

关中断和开中断，在asm-arm/system.h中定义。

#define local_irq_save(x)      \
({        \
__asm__ __volatile__(      \
"mrs %0, cpsr   @ local_irq_save\n" \
"cpsid i"       \
: "=r" (x) : : "memory", "cc");     \
})

#define local_irq_save(x)      \
({        \
   unsigned long temp;     \
   (void) (&temp == &x);     \
__asm__ __volatile__(      \
"mrs %0, cpsr   @ local_irq_save\n" \
" orr %1, %0, #128\n"      \
" msr cpsr_c, %1"      \
: "=r" (x), "=r" (temp)      \
:        \
: "memory", "cc");      \
})