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GPIO的初始化

? 在內核源碼目錄下使用命令“ls drivers/gpio/*.o”，可以看到“gpio-exynos4”被編譯進了內核

– 生成.o文件代表最終被編譯進了內核

– 除了menuconfig配置文件，還可以通過.o文件來判定該文件是否編譯進了

內核

? 在“gpio-exynos4.c”文件最下面一行

– core_initcall(exynos4_gpiolib_init);

– core_initcall代表在linux初始化過程中會調用

– 初始化函數是在源碼目錄下“include/linux/init.h”文件中定義的，該頭文件

中定義了一系列的初始化函數，在linux啟動的過程中會按等級

結構體exynos4_gpio_common_4bit

? 以有帶有label= "GPL2"的結構體為例

? .base = (S5P_VA_GPIO2 + 0x100)

– 表示偏移地址和虛擬地址相加

? .eint_offset = 0x20

– 表示中斷部分，介紹中斷的時候再講（IO口可以配置為中斷模式）

? .group = 22

– 給GPIO分組

? chip.base = EXYNOS4_GPL2(0),

– 宏定義EXYNOS4_GPL2(0)賦值給初始化函數

? chip.ngpio = EXYNOS4_GPIO_L2_NR

– 表示這一小組中有幾個GPIO

? chip.label = "GPL2",

– 程序員需要關心的標志

? 宏定義EXYNOS4_GPL2(0)分析

– EXYNOS4_GPL2(_nr) (EXYNOS4_GPIO_L2_START + (_nr))

– 枚舉GPIO

– EXYNOS4_GPIO_L2_START= EXYNOS4_GPIO_NEXT(EXYNOS4_GPIO_L1)

– EXYNOS4_GPIO_NEXT宏定義

– #define EXYNOS4_GPIO_NEXT(__gpio)  ((__gpio##_START) + (__gpio##_NR) 

+ CONFIG_S3C_GPIO_SPACE + 1)

? GPIO的數量EXYNOS4_GPIO_L2_NR

– 可以通過手冊查到

? S5P_VA_GPIO2

– 虛擬地址

? 查找S5P_VA_GPIO2宏定義，可以看到所有的GPIO被分為4個bank，這

個和datasheet上面是一致的。

– S5P_VA_GPIO1

– S5P_VA_GPIO2 S3C_ADDR(0x02240000)

– S5P_VA_GPIO3

– S5P_VA_GPIO4

? 查找到S3C_ADDR宏定義

– #define S3C_ADDR(x) (S3C_ADDR_BASE + (x))

? 查找到S3C_ADDR_BASE宏定義，這是一個虛擬地址，可以看出，地址

范圍超出了1G或者2G內存的范圍

– #define S3C_ADDR_BASE 0xF6000000

物理地址和虛擬地址的映射關系

? 虛擬地址和物理地址映射

– 虛擬地址一般很好查找，一般在平臺相關gpio的文件中就可以找到宏定義

? 在source insight中搜索關鍵字“S5P_VA_GPIO2”，看看那里用到了這個

宏定義。搜索時間會比較長，1-5分鐘吧。

? 搜索出來之后，可以看到除了gpio-exynos4.c文件中使用，cpu-exynos

中也使用了，這是一個平臺文件

? 映射數組如下圖所示

? 結構體解釋

– .virtual = (unsigned long)S5P_VA_GPIO2,表示虛擬地址

– .pfn = __phys_to_pfn(EXYNOS4_PA_GPIO2),表示物理地址

– .length = SZ_4K,表示映射的寬度

– .type = MT_DEVICE,

? 查找到宏定義EXYNOS4_PA_GPIO2

– #define EXYNOS4_PA_GPIO2 0x11000000

– 這個物理地址0x11000000就是

GPIO的初始化流程

? 初始化過程簡單描述

– 平臺文件分別定義好物理地址和虛擬地址

– 物理地址和虛擬地址之間映射

? 在初始化中，引入了程序員需要使用的GPIO宏定義，并將宏定義裝入

chip結構體中

GPIO的調用函數

? 例如頭文件gpio-cfg.h中s3c_gpio_cfgpin函數。這個函數是給GPIO做配

置，第一個參數是宏EXYNOS4_GPL2(0)，第二個是配置的狀態參數

– 配置頭文件在arm/arm/plat-samsung/include/plat/gpio-cfg.h

? 查找該函數，可以看到進入函數就會調用chip結構體

– s3c_gpiolib_getchip，這個函數通過pin調用之后，會返回s3c_gpios[chip] 的

參數

– exynos4_gpio_common_4bit[]和s3c_gpios都是結構體s3c_gpio_chip類型的

數據

– 然后計算偏移地址等等一系列操作，這一部分是linux內核以及三星平臺完

成的，具體細節不用管。

? 也就是我們控制GPIO的時候，可以通過GPIO的一些處理函數加上類似

EXYNOS4_GPL2(0)的宏定義，就可以操作GPIO

? 后面再具體介紹GPIO操作中，常用函數的使用

常見問題

? 不是說好的分頁大小要一樣，怎么GPIO經過mmu處理的時候，又有

SZ_256又有SZ_4K？

– 實際上CPU查找地址的時候，仍舊是通過內存。mmu本身不保存具體的數

據，主要是提供一個虛擬地址和物理地址的表格，表格中還有字段的長

度。這個分頁和mmu沒什么關系，是CPU內存以及物理地址之間通信使用

的概念。這個只是一個抽象的概念，理解mmu只是一個表格，CPU對GPIO

的操作就很好理解了。

? 內部寄存器不是很快么，CPU為什么不直接讀取？

– 內部寄存器是很快，但是相對于CPU還是非常慢。CPU處理數據是將內存

中一大段一大段處理，如果單個的讀取內部寄存器的值，對CPU是極大的

浪費。把內部寄存器也看成“特殊的物理地址”即可。

? 只講了虛擬地址和物理地址對應數組，怎么沒介紹哪里調用了？

– 大家可以看一下函數ioremap，linux會調用這個函數來實現gpio的映射關

系

– 今天講的已經夠多夠深入了，大家只要能夠理解這么一層意思就可以了

，這個東西對我們實際寫驅動的幫助其實不是那么大！

? 如果我還是理解不了“對宏定義EXYNOS4_GPL2(0)的操作就是對4412芯

片管腳AC21寄存器的操作”，怎么辦？

– 記住這個結論，能夠將宏變量EXYNOS4_GPL2(0)和GPL這一組GPIO的第0位

寄存器聯想起來。

– 后面跟著我依葫蘆畫瓢，不影響大家實際寫程序，有興趣再回過頭理解