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RK3288开发板GPIO的知识点介绍，绝对实用

3665 RK3288

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2022-3-10 09:06:32　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × liutiefu 该类别下有 26 个回答。邀请回答 ze55me 该类别下有 20 个回答。邀请回答 tigerwang711 该类别下有 20 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 19 个回答。邀请回答 zhuzb0754 该类别下有 19 个回答。邀请回答 YYXIAO 该类别下有 18 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 18 个回答。邀请回答 CDCNKA 该类别下有 17 个回答。邀请回答 jjll652 该类别下有 17 个回答。邀请回答河神大人该类别下有 17 个回答。邀请回答 mede1001 该类别下有 17 个回答。邀请回答安德森大该类别下有 17 个回答。邀请回答世态薄凉该类别下有 16 个回答。邀请回答熊本熊该类别下有 16 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 16 个回答。邀请回答麻酱该类别下有 16 个回答。邀请回答 dfgsdf 该类别下有 15 个回答。邀请回答 szj0213 该类别下有 15 个回答。邀请回答梅利号该类别下有 15 个回答。邀请回答 vinww特烦恼该类别下有 15 个回答。邀请回答举报山中老虎相关推荐 • 有关RK3288开发板驱动的知识点分享 2310 • DLT-RK3288 Android背光驱动开发的知识点汇总，绝对实用 1731 • RK3288开发板具有哪些参数应用？ 1263 • RK3288 Android7.1软件开发指南分享，绝对实用 2524 • RK3288W Android8.1的知识点分享，绝对实用 1589 • 安卓开发板RK3288自助机的开发流程是怎样的 1420 • 如何去实现RK3288开发板支持双网口的功能设计呢 1937 • 怎样去修改RK3288开发板的分区呢 1674 • 迅为3399开发板的知识点汇总，绝对实用 690 • 导出RK3288开发板上的根文件系统并打包img怎么实现？ 1093 1个回答

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。

RK3288 有 9 组 GPIO bank： GPIO0，GPIO1, ..., GPIO8。每组又以 A0~A7, B0~B7, C0~C7, D0~D7 作为编号区分（不是所有 bank 都有全部编号，例如 GPIO5 就只有 B0~B7, C0~C3)。

每个 GPIO 口除了通用输入输出功能外，还可能有其它复用功能，例如 GPIO5_B4，可以复用成以下功能之一：

spi0_clk
ts0_data4
uart4exp_ctsn

每个 GPIO 口的驱动电流、上下拉和重置后的初始状态都不尽相同，详细情况请参考《RK3288 规格书》中的 "RK3288 function IO description" 一章。

RK3288 的 GPIO 驱动是在以下 pinctrl 文件中实现的：

kernel/drivers/pinctrl/pinctrl-rockchip.c

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。

使用

开发板有两个电源 LED 灯是 GPIO 口控制的，分别是：

从电路图上看，GPIO 口输出低电平时灯亮，高电平时灯灭。

另外，扩展槽上引出了几个空闲的 GPIO 口，分别是：

这几个 GPIO 口可以自定义作输入、输出使用。

输入输出

下面以电源 LED 灯的驱动为例，讲述如何在内核编写代码控制 GPIO 口的输出。

首先需要在 dts (Device Tree) 文件 firefly-rk3288.dts (0930版) 或 firefly-rk3288_beta.dts (0809版) 中增加驱动的资源描述：

firefly-led{
compatible = "firefly,led";
led-work = <&gpio8 GPIO_A2 GPIO_ACTIVE_LOW>;
led-power = <&gpio8 GPIO_A1 GPIO_ACTIVE_LOW>;
status = "okay";
};

这里定义了两颗 LED 灯的 GPIO 设置：

led-work  GPIO8_A2  GPIO_ACTIVE_LOW
led-power GPIO8_A1  GPIO_ACTIVE_LOW

GPIO_ACTIVE_LOW 表示低电平有效（灯亮），如果是高电平有效，需要替换为 GPIO_ACTIVE_HIGH 。

之后在驱动程序中加入对 GPIO 口的申请和控制则可：


  #ifdef CONFIG_OF
#include
#include
#endif

static int firefly_led_probe(struct platform_device *pdev)
{
int ret = -1;
int gpio, flag;
      struct device_node *led_node = pdev->dev.of_node;
   gpio = of_get_named_gpio_flags(led_node, "led-power", 0, &flag);
      if (!gpio_is_valid(gpio)){
            printk("invalid led-power: %dn",gpio);
            return -1;
      }
if (gpio_request(gpio, "led_power")) {
            printk("gpio %d request failed!n",gpio);
      return ret;
      }
      led_info.power_gpio = gpio;
      led_info.power_enable_value = (flag == OF_GPIO_ACTIVE_LOW) ? 0 : 1;
      gpio_direction_output(led_info.power_gpio, !(led_info.power_enable_value));
...
on_error:
gpio_free(gpio);
}

of_get_named_gpio_flags 从设备树中读取 led-power 的 GPIO 配置编号和标志，gpio_is_valid 判断该 GPIO 编号是否有效，gpio_request 则申请占用该 GPIO。如果初始化过程出错，需要调用 gpio_free 来释放之前申请过且成功的 GPIO 。

调用 gpio_direction_output 就可以设置输出高还是低电平，因为是 GPIO_ACTIVE_LOW ，如果要灯亮，需要写入 0 。

实际中如果要读出 GPIO，需要先设置成输入模式，然后再读取值：


  int val;
gpio_direction_input(your_gpio);
val = gpio_get_value(your_gpio);

下面是常用的 GPIO API 定义：


  #include
#include

enum of_gpio_flags {
      OF_GPIO_ACTIVE_LOW = 0x1,
};

int of_get_named_gpio_flags(struct device_node *np, const char *propname,
                        int index, enum of_gpio_flags *flags);

int gpio_is_valid(int gpio);

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label);

void gpio_free(unsigned gpio);

int gpio_direction_input(int gpio);

int gpio_direction_output(int gpio, int v)

复用

如何定义 GPIO 有哪些功能可以复用，在运行时又如何切换功能呢？以 I2C4 为例作简单的介绍。

查规格表可知，I2C4_SDA 与 I2C4_SCL 的功能定义如下：

[tr] Pad# func0 func1[/tr]

I2C4_SDA/GPIO7_C1	gpio7c1	i2c4tp_sda
I2C4_SCL/GPIO7_C2	gpio7c2	i2c4tp_scl

在 /kernel/arch/arm/boot/dts/rk3288.dtsi 里有：


      i2c4: i2c@ff160000 {
            compatible = "rockchip,rk30-i2c";
            reg = <0xff160000 0x1000>;
            interrupts = ;
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <0>;
            pinctrl-names = "default", "gpio";
            pinctrl-0 = <&i2c4_sda &i2c4_scl>;
            pinctrl-1 = <&i2c4_gpio>;
            gpios = <&gpio7 GPIO_C1 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&gpio7 GPIO_C2 GPIO_ACTIVE_LOW>;
            clocks = <&clk_gates6 15>;
            rockchip,check-idle = <1>;
            status = "disabled";
      };

此处，跟复用控制相关的是 pinctrl- 开头的属性：

pinctrl-names 定义了状态名称列表： default (i2c 功能) 和 gpio 两种状态。
pinctrl-0 定义了状态 0 (即 default）时需要设置的 pinctrl: i2c4_sda 和 i2c4_scl
pinctrl-1 定义了状态 1 (即 gpio)时需要设置的 pinctrl: i2c4_gpio

这些 pinctrl 在 /kernel/arch/arm/boot/dts/rk3288-pinctrl.dtsi 中定义：


  / {
      pinctrl: pinctrl@ff770000 {
            compatible = "rockchip,rk3288-pinctrl";
      ...
            gpio7_i2c4 {
                     i2c4_sda:i2c4-sda {
                              rockchip,pins = ;
                              rockchip,pull = ;
                              rockchip,drive = ;
                              //rockchip,tristate = ;
                     };
i2c4_scl:i2c4-scl {
                              rockchip,pins = ;
                              rockchip,pull = ;
                              rockchip,drive = ;
                              //rockchip,tristate = ;
                     };
i2c4_gpio: i2c4-gpio {
                              rockchip,pins = , ;
                              rockchip,drive = ;
                     };
            };
      ...
}
  }

I2C4TP_SDA, I2C4TP_SCL 的定义在 /kernel/arch/arm/boot/dts/include/dt-bindings/pinctrl/rockchip-rk3288.h 中：


  #define GPIO7_C1 0x7c10
#define I2C4TP_SDA 0x7c11

#define GPIO7_C2 0x7c20
#define I2C4TP_SCL 0x7c21

FUN_TO_GPIO 的定义在 /kernel/arch/arm/boot/dts/include/dt-bindings/pinctrl/rockchip.h 中：


  #define FUNC_TO_GPIO(m)             ((m) & 0xfff0)

也就是说 FUNC_TO_GPIO(I2C4TP_SDA) == GPIO7_C1, FUNC_TO_GPIO(I2C4TP_SCL) == GPIO7_C2 。

像 0x7c11 这样的值是有编码规则的：

7 c1 1
| |  `- func
| `---- offset
`------ bank
0x7c11 就表示 GPIO7_C1 func1, 即 i2c4tp_sda 。

在复用时，如果选择了 "default" （即 i2c 功能),系统会应用 i2c4_sda 和 i2c4_scl 这两个 pinctrl，最终得将 GPIO7_C1 和 GPIO7_C2 两个针脚切换成对应的 i2c 功能；而如果选择了 "gpio" ，系统会应用 i2c4_gpio 这个 pinctrl，将 GPIO7_C1 和 GPIO7_C2 两个针脚还原为 GPIO 功能。

我们看看 i2c 的驱动程序 /kernel/drivers/i2c/busses/i2c-rockchip.c 是如何切换复用功能的：


  static int rockchip_i2c_probe(struct platform_device *pdev)
{
      struct rockchip_i2c *i2c = NULL;
      struct resource *res;
      struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
      int ret;
// ...
            i2c->sda_gpio = of_get_gpio(np, 0);
            if (!gpio_is_valid(i2c->sda_gpio)) {
                     dev_err(&pdev->dev, "sda gpio is invalidn");
                     return -EINVAL;
            }
            ret = devm_gpio_request(&pdev->dev, i2c->sda_gpio, dev_name(&i2c->adap.dev));
            if (ret) {
                     dev_err(&pdev->dev, "failed to request sda gpion");
                     return ret;
            }
            i2c->scl_gpio = of_get_gpio(np, 1);
            if (!gpio_is_valid(i2c->scl_gpio)) {
                     dev_err(&pdev->dev, "scl gpio is invalidn");
                     return -EINVAL;
            }
            ret = devm_gpio_request(&pdev->dev, i2c->scl_gpio, dev_name(&i2c->adap.dev));
            if (ret) {
                     dev_err(&pdev->dev, "failed to request scl gpion");
                     return ret;
            }
            i2c->gpio_state = pinctrl_lookup_state(i2c->dev->pins->p, "gpio");
            if (IS_ERR(i2c->gpio_state)) {
                     dev_err(&pdev->dev, "no gpio pinctrl staten");
                     return PTR_ERR(i2c->gpio_state);
            }
            pinctrl_select_state(i2c->dev->pins->p, i2c->gpio_state);
            gpio_direction_input(i2c->sda_gpio);
            gpio_direction_input(i2c->scl_gpio);
            pinctrl_select_state(i2c->dev->pins->p, i2c->dev->pins->default_state);
// ...
}

首先是调用 of_get_gpio 取出设备树中 i2c4 结点的 gpios 属于所定义的两个 gpio:

gpios = <&gpio7 GPIO_C1 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&gpio7 GPIO_C2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

然后是调用 devm_gpio_request 来申请 gpio，接着是调用 pinctrl_lookup_state 来查找 “gpio” 状态，而默认状态 "default" 已经由框架保存到 i2c->dev-pins->default_state 中了。

最后调用 pinctrl_select_state 来选择是 "default" 还是 "gpio" 功能。

下面是常用的复用 API 定义：


  #include

struct device {
//...
#ifdef CONFIG_PINCTRL
      struct dev_pin_info       *pins;
#endif
//...
};

struct dev_pin_info {
      struct pinctrl *p;
      struct pinctrl_state *default_state;
#ifdef CONFIG_PM
      struct pinctrl_state *sleep_state;
      struct pinctrl_state *idle_state;
#endif
};

struct pinctrl_state * pinctrl_lookup_state(struct pinctrl *p, const char *name);

int pinctrl_select_state(struct pinctrl *p, struct pinctrl_state *s);