GPIO 调试指南
X5 芯片共有 308 个 IO 功能管脚，其中 129 个管脚都可以配置工作在 gpio 模式下，但是需要注意和其他功能管脚的复用关系。
管脚查询
IO 管脚的复用和配置，以及上电默认状态、复用、驱动能力、上下拉、施密特触发配置和对应管脚的 gpio 寄存器信息可以在 datasheets 查阅《X5 PIN SW Reg-V1.1.xlsx》（以下统称为“表格”）。
示例
以查询LSIO_UART3_RXD号管脚的复用、方向控制、数据寄存器地址为例进行说明：
功能复用寄存器说明：
-
打开表格，选择
PIN Mux List的数据表。 -
第 B 列是 PinName，找到
LSIO_UART3_RXD所在的行，第 F 列表示默认 function，为LSIO_GPIO0_PIN10，即功能为 GPIO，GPIO 名为LSIO_GPIO0_PIN10。第 I, K, M, O 列表示每种 function 对应的功能，如下图所示：
-
配置 PIN 功能：选择
LSIO PIN Control Register数据表，如下图所示：
- 数据表的第一行记录了寄存器的基地址，也就是
0x34180000； - 数据表的第 A 列记录了各个寄存器的偏移；
- 数据表的第 G 列描述了寄存器的功能；
- 在数据表 G 列找到“
lsio_uart3_rxd PIN mux selector”所在的行，可以看到LSIO_UART3_RXD的PIN mux寄存器偏移为0x84，完整地址可由基地址 + 偏移得到：0x34180000 + 0x84 = 0x34180084； - 找到以上配置项后，就可以设置对应 PIN 的 function，Function[x]代表了如果想要配置为该功能，需要在寄存器内的对应偏移写入对应的[x]。例如在寄存器
0x34180084的bit20-21置为0x0，表示LSIO_UART3_RXD引脚被配置为uart3 rx功能，也就是Function 0；配置为0x1，表示LSIO_UART3_RXD引脚被配置为i2c5 scl功能，也就是Function 1；配置为0x2，表示LSIO_UART3_RXD引脚被配置为GPIO功能，也就是Function 2；
- 数据表的第一行记录了寄存器的基地址，也就是
-
配置 PIN 属性：选择
LSIO PIN Control Register数据表，如下图所示：
- 数据表的第一行记录了寄存器的基地址，也就是
0x34180000； - 数据表的第 A 列记录了各个寄存器的偏移；
- 数据表的第 G 列描述了寄存器的功能；
- 在数据表 G 列找到“
lsio_uart3_rxd pull up enable”所在的行，可以看到LSIO_UART3_RXD的 PU/PD/施密特开关/PIN 驱动力的寄存器偏移为0x3C，完整地址可由基地址 + 偏移得到：0x34180000 + 0x3C = 0x3418003C; - PIN 的驱动力具体数值请参考
Description for GPlO App.数据表的驱动力表格; - PIN 的电源域请搜索
mode select并在 G 列确认当前寄存器控制的 PIN 包含了LSIO_UART3_RXD，可以看到控制 PIN 电源域的寄存器偏移为0x38，完整地址可由基地址 + 偏移得到：0x34180000 + 0x38 = 0x34180038如下图所示：
- 数据表的第一行记录了寄存器的基地址，也就是
-
配置寄存器时，建议先把该值先读出来，然后只修改所需寄存器比特后再写回。
GPIO 控制和数据寄存器：
-
在表格的
DW_apb_gpio8_mem_map_v1.0和DW_apb_gpio32_mem_map_v1.0数据表，描述了引脚对应的 GPIO 方向寄存器和数值寄存器，如下图（DW_apb_gpio32_mem_map_v1.0）所示：
-
例如引脚
LSIO_UART3_RXD对应的 GPIO 为LSIO_GPIO0_PIN10，如上图所示，LSIO_GPIO0的控制器的基地址为0x34120000，那么数值寄存器地址就是0x34120000，方向寄存器地址就是0x34120004。LSIO_UART3_RXD引脚在这两个寄存器中对应的 bit 偏移为 GPIO 的序号。引脚LSIO_UART3_RXD所对应的 GPIO 为LSIO_GPIO0_PIN10，那么 bit 偏移就是 10。
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
X5 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/x5.dtsi 文件内。
备注
x5.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
X5 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/pinmux-gpio.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：
/* arch/arm64/boot/dts/hobot/hobot/x5-som.dtsi */
&extcon_usb2otg {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&aon_gpio_6>;
id-gpios = <&aon_gpio_porta 6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
status = "okay";
};
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);
X5 GPIO IRQ
X5 GPIO 共有 129 个 pin，所有的 GPIO 均可以被配置为中断功能。
备注
X5 的 GPIO 控制器支持上升沿/下降沿/高电平/低电平作为中断触发条件，每个作为中断的 GPIO 的触发条件可以独立配置;
X5 GPIO 在 Kernel Space 的接口都是 Linux 的标准接口，更多使用方法请参考 Documentation/driver-api/gpio/consumer.rst。
User Space
控制接口
注意：X5 使用的 Linux-V6.1 基线中，Linux 已经将 GPIO 的 sysfs 节点标记为“Obsolete”，详情请参考 Linux 文档
/sys/class/gpio/export # 用户空间可以通过写入gpio号申请将gpio的控制权导出到用户空间，比如 echo 356 > export
/sys/class/gpio/unexport # 和export相反
/sys/class/gpio/gpiochip0 # gpio控制器
调用接口
使用 export 导出 gpio 的控制权以后会有路径/sys/class/gpio/gpio356/，路径下有如下属性：
- direction：表示 GPIO 端口方向，读取为"in"或"out"，写入"in"或者"out"可以设置输入或输出
- value：表示 GPIO 的电平，0 为低电平，1 为高电平，如果 GPIO 配置为输出，则 value 值可写
- edge：表示中断触发方式，有"none" "rising" "falling" "both" 4 种类型，"none"表示 GPIO 不为中断引脚，"rising"表示引脚为上升沿触发的中断，"falling"表示引脚为下降沿触发的中断，"both"表示引脚为边沿触发的中断。
调用示例
以下示例演示导出 LSIO_UART3_RXD 管脚，设置为输出模式，输出高电平，最后反导出。
echo 356 > /sys/class/gpio/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio356/direction
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio356/value
# echo 0 > /sys/class/gpio/gpio356/value
echo 356 > /sys/class/gpio/unexport
调试接口
如果在内核配置中打开了 Linux Kernel 的 CONFIG_DEBUG_FS 选项，并且挂载了 debugfs 文件系统，内核已提供了 GPIO 的 debugfs 接口。
首先，检查内核是否已经挂载了 debugfs，如果下列命令输出不为空，则代表当前已挂载 debugfs：
mount | grep debugfs
如果输出为空，则执行以下命令挂载 debugfs：
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
确保 debugfs 已挂载后则可以通过如下节点查看 GPIO 的申请列表。
# cat /sys/kernel/debug/gpio
gpiochip9: GPIOs 347-378, parent: platform/34130000.gpio, 34130000.gpio:
gpio-352 ( |enable ) out lo
gpiochip8: GPIOs 379-410, parent: platform/34120000.gpio, 34120000.gpio:
gpio-410 ( |phyreset ) out hi
gpiochip7: GPIOs 411-433, parent: platform/32150000.gpio, 32150000.gpio:
gpiochip6: GPIOs 434-465, parent: platform/35070000.gpio, 35070000.gpio:
gpio-435 ( |voltage ) out hi ACTIVE LOW
gpiochip5: GPIOs 466-497, parent: platform/35060000.gpio, 35060000.gpio:
gpio-492 ( |power ) out hi
gpiochip4: GPIOs 498-505, parent: platform/31000000.gpio, 31000000.gpio:
gpio-500 ( |GPIO Key Power ) in hi IRQ ACTIVE LOW
gpio-503 ( |id ) in hi IRQ
gpio-504 ( |id ) in hi IRQ
gpiochip3: GPIOs 506-507, parent: platform/34180000.lsio_iomuxc, 34180000.lsio_iomuxc:
gpiochip2: GPIOs 508-508, parent: platform/31040014.dsp_iomuxc, 31040014.dsp_iomuxc:
gpiochip1: GPIOs 509-510, parent: platform/35050000.hsio_iomuxc, 35050000.hsio_iomuxc:
gpiochip0: GPIOs 511-511, parent: platform/31040000.aon_iomuxc, 31040000.aon_iomuxc:
#
备注
上述输出仅为示例，实际输出与板端实际的 DTS 配置相关；
X5 GPIO 在 User Space 的接口都是 Linux 的标准接口，更多使用方法请参考 Documentation/gpio/sysfs.txt。
Linux GPIO 序号与芯片 Pin 脚的映射关系
注意：Linux 内的 GPIO 序号为纯软件概念，会随着软件改变而发生变化，GPIO 序号与芯片 Pin 脚没有物理意义上的绑定关系；
推荐用户使用hb_gpioinfo 工具，查看当前开发板的的 PinName 和 PinNum 和 PinFunc 的对应关系。
如果板卡上还没有 hb_gpioinfo 工具，可以通过 apt 更新 hobot-io；
hb_gpioinfo 使用实例
PinName：指的是 Soc 上的管脚名字，原理图上 X5 Soc 管脚命名一致
PinNum：指的是 X5 实际的对应的管脚 gpio 编号
PinFunc：指的是 X5 实际的设备树中已经使用的管脚对应的复用功能 查看 PinFunc 时需要注意,如果为 Default 时，代表设备树中没有使用该复用功能,需要查看 pinlist 的默认功能是什么
gpiochip0 - 8 lines: @31000000.gpio: @498-505
[Number] [Mode] [Status] [GpioName] [PinName] [PinNum] [PinFunc]
line 0: unnamed input AON_GPIO_PIN0 498 Default
line 1: unnamed input AON_GPIO_PIN1 499 Default
line 2: unnamed input active-low GPIO Key Power AON_GPIO_PIN2 500 aon_gpio_2
line 3: unnamed input interrupt AON_GPIO_PIN3 501 Default
line 4: unnamed input AON_GPIO_PIN4 502 Default
line 5: unnamed input id AON_ENV_VDD 503 aon_gpio_5
line 6: unnamed input id AON_ENV_CNN0 504 aon_gpio_6
line 7: unnamed input AON_ENV_CNN1 505 aon_gpio_7
gpiochip1 - 31 lines: @35060000.gpio: @466-496
[Number] [Mode] [Status] [GpioName] [PinName] [PinNum] [PinFunc]
line 0: unnamed input HSIO_ENET_MDC 466 enetgrp
line 1: unnamed input HSIO_ENET_MDIO 467 enetgrp
line 2: unnamed input HSIO_ENET_TXD_0 468 enetgrp
line 3: unnamed input HSIO_ENET_TXD_1 469 enetgrp
line 4: unnamed input HSIO_ENET_TXD_2 470 enetgrp
line 5: unnamed input HSIO_ENET_TXD_3 471 enetgrp
line 6: unnamed input HSIO_ENET_TXEN 472 enetgrp
line 7: unnamed input HSIO_ENET_TX_CLK 473 enetgrp
line 8: unnamed input HSIO_ENET_RX_CLK 474 enetgrp
line 9: unnamed input HSIO_ENET_RXD_0 475 enetgrp
line 10: unnamed input HSIO_ENET_RXD_1 476 enetgrp
line 11: unnamed input HSIO_ENET_RXD_2 477 enetgrp
line 12: unnamed input HSIO_ENET_RXD_3 478 enetgrp
line 13: unnamed input HSIO_ENET_RXDV 479 enetgrp
line 14: unnamed input HSIO_ENET_PHY_CLK 480 enetgrp
line 15: unnamed input HSIO_SD_WP 481 sdgrp
line 16: unnamed input HSIO_SD_XLK 482 sdgrp
line 17: unnamed input HSIO_SD_CMD 483 sdgrp
line 18: unnamed input HSIO_SD_CDN 484 sdgrp
line 19: unnamed input HSIO_SD_DATA0 485 sdgrp
line 20: unnamed input HSIO_SD_DATA1 486 sdgrp
line 21: unnamed input HSIO_SD_DATA2 487 sdgrp
line 22: unnamed input HSIO_SD_DATA3 488 sdgrp
line 23: unnamed output phyreset HSIO_SDIO_WP 489 hsio_gpio0_23
line 24: unnamed input HSIO_SDIO_XLK 490 sdiogrp
line 25: unnamed input HSIO_SDIO_CMD 491 sdiogrp
line 26: unnamed output power HSIO_SDIO_CDN 492 hsio_gpio0_26
line 27: unnamed input HSIO_SDIO_DATA0 493 sdiogrp
line 28: unnamed input HSIO_SDIO_DATA1 494 sdiogrp
line 29: unnamed input HSIO_SDIO_DATA2 495 sdiogrp
line 30: unnamed input HSIO_SDIO_DATA3 496 sdiogrp
gpiochip2 - 18 lines: @35070000.gpio: @434-451
[Number] [Mode] [Status] [GpioName] [PinName] [PinNum] [PinFunc]
line 0: unnamed input HSIO_QSPI_SSN0 434 qspigrp
line 1: unnamed output active-low voltage HSIO_QSPI_SSN1 435 hsio_gpio1_1
line 2: unnamed input HSIO_QSPI_SCLK 436 qspigrp
line 3: unnamed input HSIO_QSPI_DATA0 437 qspigrp
line 4: unnamed input HSIO_QSPI_DATA1 438 qspigrp
line 5: unnamed input HSIO_QSPI_DATA2 439 qspigrp
line 6: unnamed input HSIO_QSPI_DATA3 440 qspigrp
line 7: unnamed input HSIO_EMMC_CLK 441 Default
line 8: unnamed input HSIO_EMMC_CMD 442 Default
line 9: unnamed input HSIO_EMMC_DATA0 443 Default
line 10: unnamed input HSIO_EMMC_DATA1 444 Default
line 11: unnamed input HSIO_EMMC_DATA2 445 Default
line 12: unnamed input HSIO_EMMC_DATA3 446 Default
line 13: unnamed input HSIO_EMMC_DATA4 447 Default
line 14: unnamed input HSIO_EMMC_DATA5 448 Default
line 15: unnamed input HSIO_EMMC_DATA6 449 Default
line 16: unnamed input HSIO_EMMC_DATA7 450 Default
line 17: unnamed input HSIO_EMMC_RSTN 451 Default
gpiochip3 - 23 lines: @32150000.gpio: @411-433
[Number] [Mode] [Status] [GpioName] [PinName] [PinNum] [PinFunc]
line 0: unnamed input DSP_I2C7_SCL 411 dsp_i2c7grp
line 1: unnamed input DSP_I2C7_SDA 412 dsp_i2c7grp
line 2: unnamed input DSP_UART0_RXD 413 uart0grp
line 3: unnamed input DSP_UART0_TXD 414 uart0grp
line 4: unnamed input DSP_I2S0_MCLK 415 i2s0grp
line 5: unnamed input DSP_I2S0_SCLK 416 i2s0grp
line 6: unnamed input DSP_I2S0_WS 417 i2s0grp
line 7: unnamed input DSP_I2S0_DI 418 i2s0grp
line 8: unnamed input DSP_I2S0_DO 419 i2s0grp
line 9: unnamed input DSP_I2S1_MCLK 420 Default
line 10: unnamed input DSP_I2S1_SCLK 421 Default
line 11: unnamed input DSP_I2S1_WS 422 Default
line 12: unnamed input DSP_I2S1_DI 423 Default
line 13: unnamed input DSP_I2S1_DO 424 Default
line 14: unnamed output active-low ACT DSP_PDM_CKO 425 32150000.gpio:425
line 15: unnamed input DSP_PDM_IN0 426 dsp_gpio0_15
line 16: unnamed input DSP_PDM_IN1 427 dsp_gpio0_16
line 17: unnamed output DSP_PDM_IN2 428 dsp_gpio0_17
line 18: unnamed output DSP_PDM_IN3 429 dsp_gpio0_18
line 19: unnamed input interrupt DSP_SPI6P_SCLK 430 dsp_gpio0_19
line 20: unnamed output active-low reset DSP_SPI6_SSN 431 dsp_gpio0_20
line 21: unnamed input interrupt DSP_SPI6_MISO 432 Default
line 22: unnamed input DSP_SPI6_MOSI 433 Default
gpiochip4 - 32 lines: @34120000.gpio: @379-410
[Number] [Mode] [Status] [GpioName] [PinName] [PinNum] [PinFunc]
line 0: unnamed input LSIO_UART7_RX 379 Default
line 1: unnamed input LSIO_UART7_TX 380 Default
line 2: unnamed input LSIO_UART7_CTS 381 Default
line 3: unnamed input LSIO_UART7_RTS 382 Default
line 4: unnamed input LSIO_UART1_RX 383 uart1grp
line 5: unnamed input LSIO_UART1_TX 384 uart1grp
line 6: unnamed output LSIO_UART1_CTS 385 lsio_gpio0_6
line 7: unnamed output reset LSIO_UART1_RTS 386 lsio_gpio0_7
line 8: unnamed input LSIO_UART2_RX 387 Default
line 9: unnamed input LSIO_UART2_TX 388 Default
line 10: unnamed input LSIO_UART3_RX 389 i2c5grp
line 11: unnamed input LSIO_UART3_TX 390 i2c5grp
line 12: unnamed input LSIO_UART4_RX 391 lsio_gpio0_12
line 13: unnamed output LSIO_UART4_TX 392 lsio_gpio0_13_rdk_v1p0
line 14: unnamed input LSIO_SPI0_SCLK 393 Default
line 15: unnamed input LSIO_SPI1_SSN_1 394 spi1_ssn1grp
line 16: unnamed input LSIO_SPI1_SCLK 395 spi1grp
line 17: unnamed input LSIO_SPI1_SSN 396 spi1grp
line 18: unnamed input LSIO_SPI1_MISO 397 spi1grp
line 19: unnamed input LSIO_SPI1_MOSI 398 spi1grp
line 20: unnamed input LSIO_SPI2_SCLK 399 Default
line 21: unnamed input LSIO_SPI2_SSN 400 Default
line 22: unnamed input LSIO_SPI2_MISO 401 Default
line 23: unnamed input LSIO_SPI2_MOSI 402 Default
line 24: unnamed input LSIO_SPI3_SCLK 403 pinctrl_lpwm1_0
line 25: unnamed input LSIO_SPI3_SSN 404 pinctrl_lpwm1_1
line 26: unnamed input LSIO_SPI3_MISO 405 Default
line 27: unnamed input LSIO_SPI3_MOSI 406 Default
line 28: unnamed input LSIO_SPI4_SCLK 407 uart5grp
line 29: unnamed input LSIO_SPI4_SSN 408 uart5grp
line 30: unnamed input LSIO_SPI4_MISO 409 i2c6grp
line 31: unnamed input LSIO_SPI4_MOSI 410 i2c6grp
gpiochip5 - 17 lines: @34130000.gpio: @347-363
[Number] [Mode] [Status] [GpioName] [PinName] [PinNum] [PinFunc]
line 0: unnamed input LSIO_SPI5_SCLK 347 spi5grp
line 1: unnamed input LSIO_SPI5_SSN 348 spi5grp
line 2: unnamed input LSIO_SPI5_MISO 349 spi5grp
line 3: unnamed input LSIO_SPI5_MOSI 350 spi5grp
line 4: unnamed input LSIO_SPI0_SSN 351 lsio_gpio1_4
line 5: unnamed output enable LSIO_SPI0_MISO 352 lsio_gpio1_5
line 6: unnamed input LSIO_SPI0_MOSI 353 lsio_gpio1_6
line 7: unnamed input LSIO_I2C0_SCL 354 i2c0grp
line 8: unnamed input LSIO_I2C0_SDA 355 i2c0grp
line 9: unnamed input LSIO_I2C1_SCL 356 pinctrl_pwm3_0
line 10: unnamed input LSIO_I2C1_SDA 357 pinctrl_pwm3_1
line 11: unnamed input LSIO_I2C2_SCL 358 i2c2grp
line 12: unnamed input LSIO_I2C2_SDA 359 i2c2grp
line 13: unnamed input LSIO_I2C3_SCL 360 i2c3grp
line 14: unnamed input LSIO_I2C3_SDA 361 i2c3grp
line 15: unnamed input LSIO_I2C4_SCL 362 i2c4grp
line 16: unnamed input LSIO_I2C4_SDA 363 i2c4grp