GPIO 使用

S100 Acore 芯片内中共有3个 sys 有 gpio 设备，分别是 peri, cam 和 video，每个设备最多有32个 gpio 引脚，并且每个 gpio 引脚都支持中断。

S600 GPIO 概述

S600芯片内中共有3个 sys 有 gpio 设备，分别是 hsi, cam 和 peri，总共110个 gpio 引脚，并且每个 gpio 引脚都支持中断。

GPIO 控制器	引脚数量	基地址	设备节点
hsi_gpio0	32	0x33810000	hsi_port0
hsi_gpio1	32	0x33814000	hsi_port1
hsi_gpio2	3	0x33818000	hsi_port2
cam_gpio0	16	0x37130000	cam_port0
peri_gpio0	27	0x390b0000	peri_port0

驱动代码

kernel/drivers/gpio/gpio-dwapb.c # gpio驱动源文件

内核配置

GPIO_DWAPB

内核 DTS 配置

S100 GPIO 控制器的设备树定义位于 SDK 包的 kernel 文件夹下的 arch/arm64/boot/dts/hobot/drobot-s100-soc.dtsi 文件内。

备注

s100.dtsi 中的节点主要声明 SoC 共有特性，和具体电路板无关，一般情况下不用修改。

S600 GPIO 控制器的设备树定义位于 SDK 包的 hobot-drivers/kernel-dts 文件夹下的 drobot-s600-pinctrl.dtsi 文件内。

备注

drobot-s600-pinctrl.dtsi 中的节点主要声明 SoC 共有特性，和具体电路板无关，一般情况下不用修改。

GPIO 使用

Kernel Space

DTS 配置

s100所有引脚的 GPIO 配置位于 SDK 包的 kernel 文件夹下路径为arch/arm64/boot/dts/hobot/drobot-s100-soc.dtsi的文件内。

用户需要配置特定引脚为 GPIO 功能时，可以直接引用预定义 GPIO 配置：

GPIO 设备树节点的属性命名方式一般为<names>-gpios或<names>-gpio，举例如下：

/**
* peri_port0表示peri sys的第一个gpio设备
* 下列设备节点共有四个gpio引脚，分别是：
*       peri sys的第一个gpio设备 16号引脚(从0开始)
*       peri sys的第二个gpio设备 17号引脚(从0开始)
*        cam sys的第一个gpio设备 28号引脚(从0开始)
*      video sys的第一个gpio设备 18号引脚(从0开始)
* GPIO_ACTIVE_HIGH表示高电平有效，一般设为GPIO_ACTIVE_HIGH
*/
gpio-test {
        test-gpios = <&peri_port0 16 GPIO_ACTIVE_HIGH
                      &peri_port1 17 GPIO_ACTIVE_HIGH
                      &cam_port0 28 GPIO_ACTIVE_HIGH
                      &video_port0 18 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};

S600所有引脚的 GPIO 配置位于 SDK 包的 hobot-drivers/kernel-dts 文件夹下路径为drobot-s600-pinctrl.dtsi的文件内。

用户需要配置特定引脚为 GPIO 功能时，可以直接引用预定义 GPIO 配置：

GPIO 设备树节点的属性命名方式一般为<names>-gpios或<names>-gpio，举例如下：

/**
* hsi_port0表示hsi sys的第一个gpio设备
* 下列设备节点共有三个gpio引脚，分别是：
*       hsi sys的第一个gpio设备 0号引脚(从0开始)
*       hsi sys的第一个gpio设备 1号引脚(从0开始)
*       cam sys的第一个gpio设备 8号引脚(从0开始)
* GPIO_ACTIVE_HIGH表示高电平有效，一般设为GPIO_ACTIVE_HIGH
*/
gpio-test {
        test-gpios = <&hsi_port0 0 GPIO_ACTIVE_HIGH
                      &hsi_port0 1 GPIO_ACTIVE_HIGH
                      &cam_port0 8 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};

驱动代码接口

/* include/linux/gpio.h */
/* 申请GPIO */
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label);
/* GPIO初始化为输出。并设置输出电平*/
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);
/* GPIO初始化为输入 */
int gpio_direction_input(unsigned gpio);
/* 获取GPIO的电平 */
int gpio_get_value(unsigned int gpio);
/* 设置GPIO的电平 */
void gpio_set_value(unsigned int gpio, int value);
/* 释放GPIO */
void gpio_free(unsigned gpio);
/* 申请GPIO中断，返回的值可以传给request_irq和free_irq */
int gpio_to_irq(unsigned int gpio);

User Space

控制接口

在用户层可以使用/sys/class/gpio 节点来进行相关 gpio 的操作。

在 sys 节点下存在如下节点：

#申请gpio
echo <gpio_num> > /sys/class/gpio/export
#释放gpio
echo <gpio_num> > /sys/class/gpio/unexport
#设置gpio为输出
#当设置dir为out时，可以向value中echo 1/0，分别表示输入高低电平。
echo out > /sys/class/gpio/gpio<gpio_num>/direction
#设置高电平
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio<gpio_num>/value
#设置低电平
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio<gpio_num>/value

#设置gpio为输入, 当设置dir为in时，cat value表示输入的值(0-低，1-高)。
echo in > /sys/class/gpio/gpio<gpio_num>/direction
#读取gpio的外部值
cat /sys/class/gpio/gpio<gpio_num>/value


#查看gpio的debug接口
cat /sys/kernel/debug/gpio

#查看gpio和pinctrl的关系
#可以看到系统的引脚和gpio的号关系
cat /sys/kernel/debug/pinctrl/<pinctrl_dev>/gpio-ranges

sysfs 接口介绍

export&unexport

/sys/class/gpio/export 和/sys/class/gpio/unexport，这两个节点只能写不能读。

用户程序通过写入 gpio 的编号来向内核申请将某个 gpio 的控制权导出到用户空间，前提是没有内核代码申请这个 gpio 端口，如用户申请编号为480的 GPIO 的命令：

echo 480 > export

上述操作会为480号 gpio 创建一个节点 gpio480，此时/sys/class/gpio 目录下边生成一个 gpio480的目录。

/sys/class/gpio/unexport 和导出的效果相反，比如移除 gpio480这个节点操作命令：

echo 480 > unexport #该操作将会移除gpio480这个节点，释放序号为480的gpio。

direction

其中 direction 表示 gpio 端口的方向，读取结果是 in 或 out。也可以对该文件进行写操作，写入 out 时该 gpio 设为输出，写入 in 时该 gpio 设为输入。

value

当设置 dir 为 in 时，cat value 表示输入的值(0-低，1-高)。

当设置 dir 为 out 时，可以向 value 中 echo 1/0，分别表示输入高低电平。

edge

用户层设置中断时，direction 需要设置为 in，然后向 edge 中设置相应的值。

edge 的值	含义
none	表示引脚为输入，不是中断引脚
rising	表示引脚为中断输入，上升沿触发
falling	表示引脚为中断输入，下降沿触发
both	表示引脚为中断输入，边沿触发

调试

cat /sys/kernel/debug/gpio

查询上述节点，可以获取到当前系统中正在使用的 gpio 和所处的状态（in，out，IRQ）。

root@ubuntu:~# cat /sys/kernel/debug/gpio
gpiochip4: GPIOs 423-438, parent: i2c/3-0076, 3-0076, can sleep:
gpio-423 (                    |io-ser-reset0       ) out hi
gpio-424 (                    |io-ser-reset1       ) out hi
gpio-425 (                    |io-ser-reset2       ) out hi
gpio-426 (                    |io-ser-reset3       ) out hi

gpiochip3: GPIOs 439-455, parent: platform/360b0000.gpio, 360b0000.gpio:

gpiochip2: GPIOs 456-473, parent: platform/370f5000.gpio, 370f5000.gpio:

gpiochip1: GPIOs 474-479, parent: platform/39500000.gpio, 39500000.gpio:

gpiochip0: GPIOs 480-511, parent: platform/394f0000.gpio, 394f0000.gpio:
gpio-481 (                    |sysfs               ) out hi ACTIVE LOW
gpio-491 (                    |sysfs               ) in  hi
gpio-495 (                    |sysfs               ) in  hi
gpio-496 (                    |sysfs               ) in  hi
gpio-498 (                    |sysfs               ) in  hi
gpio-503 (                    |io-ext-reset        ) out lo
root@ubuntu:~#

确定 gpio-index

kernel_index = base + offset，base 通过 "/sys/class/gpio" 或者"/sys/kernel/debug/gpio" 获取，offset 通过 dts 获取。

以 pin sensor8_err 为例：通过查看 drobot-s100-pinctrl.dtsi，可以知道 sensor8_err 对应的 gpio chip 是 video_port0: gpio@360b0000，对应的 offset 是 13。查看/sys/kernel/debug/gpio，可知"video_port0: gpio@360b0000"对应的 base 是439 则 sensor8_err 对应的 gpio kernel index 是：439+13 = 452

查看 drobot-s100-pinctrl.dtsi，获取 offset 和 base

下面设备树可知 sensor8_err 对应 video_sensor8_err，对应的 gpio chip 是"video_port0: gpio@360b0000"。 video_gnss_int 的 offset 为0，递增计数，则 video_sensor8_err 的 offset 为13。

pinctrl_video: pinctrl@36090000 {
   compatible = "drobot,s100-pinctrl";
   reg = <0x0 0x36090000 0x0 0x1000>,
         <0x0 0x360a0000 0x0 0x1000>;
   pctldev-name = "video";
   status = "okay";

   video_gpio: video_gpio_func {
      pinmux {
         function = "video_gpio";
         pins = "video_gnss_int", "video_peri_rsto",
                  "video_cam_pint", "video_sd_1v8", "video_sd_bus_pow",
                  "video_sensor0_err", "video_sensor1_err",
                  "video_sensor2_err", "video_sensor3_err", "video_sensor4_err",
                  "video_sensor5_err", "video_sensor6_err",
                  "video_sensor7_err", "video_sensor8_err",
                  "video_sensor9_err", "video_sensor10_err", "video_sensor11_err";
      };
      pinconf {
         pins = "video_gnss_int", "video_peri_rsto",
                  "video_cam_pint", "video_sd_1v8", "video_sd_bus_pow",
                  "video_sensor0_err", "video_sensor1_err",
                  "video_sensor2_err", "video_sensor3_err", "video_sensor4_err",
                  "video_sensor5_err", "video_sensor6_err",
                  "video_sensor7_err", "video_sensor8_err",
                  "video_sensor9_err", "video_sensor10_err", "video_sensor11_err";
         drive-strength = <1>;
      };
   };
}

如这行：gpiochip3: GPIOs 439-455, parent: platform/360b0000.gpio, 360b0000.gpio: "GPIOs 439-455"代表 base 是439

cat /sys/kernel/debug/gpio

root@ubuntu:~# cat /sys/kernel/debug/gpio
gpiochip4: GPIOs 423-438, parent: i2c/3-0076, 3-0076, can sleep:
gpio-423 (                    |io-ser-reset0       ) out hi
gpio-424 (                    |io-ser-reset1       ) out hi
gpio-425 (                    |io-ser-reset2       ) out hi
gpio-426 (                    |io-ser-reset3       ) out hi

gpiochip3: GPIOs 439-455, parent: platform/360b0000.gpio, 360b0000.gpio:

gpiochip2: GPIOs 456-473, parent: platform/370f5000.gpio, 370f5000.gpio:
gpio-464 (                    |scl                 ) out lo
gpio-465 (                    |sda                 ) in  lo
gpio-466 (                    |scl                 ) out lo
gpio-467 (                    |sda                 ) in  lo
gpio-468 (                    |scl                 ) out lo
gpio-469 (                    |sda                 ) in  lo
gpio-470 (                    |scl                 ) out lo
gpio-471 (                    |sda                 ) in  lo
gpio-472 (                    |scl                 ) out lo
gpio-473 (                    |sda                 ) in  lo

gpiochip1: GPIOs 474-479, parent: platform/39500000.gpio, 39500000.gpio:

gpiochip0: GPIOs 480-511, parent: platform/394f0000.gpio, 394f0000.gpio:
gpio-495 (                    |scl                 ) out lo
gpio-496 (                    |sda                 ) in  lo
gpio-503 (                    |io-ext-reset        ) out lo

S600 GPIO 调试

确定 gpio-index

以 pin cam_sensor0_err 为例：通过查看 drobot-s600-pinctrl.dtsi，可以知道 cam_sensor0_err 对应的 gpio chip 是 cam_port0: gpio@37130000，对应的 offset 是 8（cam_lpwm2_dout0在 cam_gpio 列表中的位置）。查看/sys/kernel/debug/gpio，可知"cam_gpio0: gpio@37130000"对应的 base，则 cam_sensor0_err 对应的 gpio kernel index 是：base + 8

查看 drobot-s600-pinctrl.dtsi，获取 offset 和 base

下面设备树可知 cam_sensor0_err 使用 cam_lpwm2_dout0引脚，对应的 gpio chip 是"cam_port0: gpio@37130000"。 cam_gpio 列表中 cam_lpwm2_dout0的位置是第9个（从0开始计数为8）。

pinctrl_cam: pinctrl@37121000 {
   compatible = "drobot,s600-pinctrl";
   reg = <0x0 0x37121000 0x0 0x1000>,
         <0x0 0x37125000 0x0 0x1000>;
   pctldev-name = "cam";
   status = "okay";

   cam_gpio: cam_gpio_func {
      pinmux {
         function = "cam_gpio";
         pins = "cam_lpwm0_dout0", "cam_lpwm0_dout1",
                "cam_lpwm0_dout2", "cam_lpwm0_dout3", "cam_lpwm1_dout0",
                "cam_lpwm1_dout1", "cam_lpwm1_dout2",
                "cam_lpwm1_dout3", "cam_lpwm2_dout0", "cam_lpwm2_dout1",
                "cam_lpwm2_dout2", "cam_lpwm2_dout3", "cam_lpwm3_dout0",
                "cam_lpwm3_dout1", "cam_lpwm3_dout2",
                "cam_lpwm3_dout3";
      };
      pinconf {
         pins = "cam_lpwm0_dout0", "cam_lpwm0_dout1",
                "cam_lpwm0_dout2", "cam_lpwm0_dout3", "cam_lpwm1_dout0",
                "cam_lpwm1_dout1", "cam_lpwm1_dout2",
                "cam_lpwm1_dout3", "cam_lpwm2_dout0", "cam_lpwm2_dout1",
                "cam_lpwm2_dout2", "cam_lpwm2_dout3", "cam_lpwm3_dout0",
                "cam_lpwm3_dout1", "cam_lpwm3_dout2",
                "cam_lpwm3_dout3";
         drive-strength = <1>;
      };
   };

   cam_sensor0_err: cam_sensor0_err_func {
      pinmux {
         function = "cam_sensor0_err";
         pins = "cam_lpwm2_dout0";
      };
      pinconf {
         pins = "cam_lpwm2_dout0";
         drive-strength = <1>;
      };
   };
}

S600 GPIO 概述​

驱动代码​

内核配置​

内核 DTS 配置​

GPIO 使用​

Kernel Space​

DTS 配置​

驱动代码接口​

User Space​

控制接口​

sysfs 接口介绍​

export&unexport​

direction​

value​

edge​

调试​

确定 gpio-index​

查看 drobot-s100-pinctrl.dtsi，获取 offset 和 base​

S600 GPIO 调试​

确定 gpio-index​

查看 drobot-s600-pinctrl.dtsi，获取 offset 和 base​

S600 GPIO 概述

驱动代码

内核配置

内核 DTS 配置

GPIO 使用

Kernel Space

DTS 配置

驱动代码接口

User Space

控制接口

sysfs 接口介绍

export&unexport

direction

value

edge

调试

确定 gpio-index

查看 drobot-s100-pinctrl.dtsi，获取 offset 和 base

S600 GPIO 调试

确定 gpio-index

查看 drobot-s600-pinctrl.dtsi，获取 offset 和 base