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1. GPIO简介
GPIO，全称 General-Purpose Input/Output（通用输入输出），是一种在计算机和嵌入式系统中常见的数字输入输出接口。它允许软件控制硬件的数字输入和输出，例如开关、传感器、LED灯等。GPIO通常由一个芯片或处理器上的引脚提供支持，通过编程可以配置这些引脚为输入或输出，并且可以通过相应的软件命令来读取输入状态或控制输出状态。
2. GPIO引脚编号计算方法
RK3588共 有 5 组 GPIO bank：GPIO0~GPIO4，每组又以 A0~A7, B0~B7, C0~C7, D0~D7 作为编号区分，常用以下公式计算引脚：
GPIO pin脚计算公式：pin = bank * 32 + numberGPIO 小组编号计算公式：number = group * 8 + X
例如: GPIO3_B5的计算方式 : 32 3 + 1 8 + 5 = 109 ---> 也就是说，GPIO3_B5对应的是GPIO的编号是gpio-109。
3. 复用
GPIO口除了通用输入输出功能外，还可能有其它复用功能
从原理图中看出：以GPIO1_C0为例，就有如下几个功能：
| func0 | func1 | func2 | func3 |
|---|---|---|---|
| GPIO1_C0 | I2C3_SDA_M0 | UART3_RX_M0 | SPI4_MISO_M0 |
在系统DTS配置中GPIO1_C0默认是I2C3_SDA_M0功能。如果我们想将GPIO1_C0复用为UART3_RX_M0功能，该怎么做呢？
- 首先打开uart3 节点，将pinctrl配置为uart3m0_xfer。pinctrl配置是GPIO复用的最关键的配置，在这里就是将GPIO1_C0复用做了uart3功能。
&uart3 {pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&uart3m0_xfer>;status = "okay";
};&pinctrl {uart3 {/omit-if-no-ref/uart3m0_xfer: uart3m0-xfer {rockchip,pins =/* uart3_rx_m0 */<1 RK_PC0 10 &pcfg_pull_up>, # 将GPIO1_C0复用为uart3_rx_m0 /* uart3_tx_m0 */<1 RK_PC1 10 &pcfg_pull_up>; # 将GPIO1_C1复用为uart3_tx_m0 };};
};- 如果发现GPIO1_C0被复用为I2c3，则在dts中关闭它。
&i2c3 {status = "disabled";
};
这样，我们就将GPIO1_C0复用为了UART3_RX_M0功能
4. GPIO调试方法
4.1 读取GPIO状态信息
Debugfs 文件系统目的是为开发人员提供更多内核数据，方便调试。 这里 GPIO 的调试也可以用 Debugfs 文件系统，获得更多的内核信息。GPIO 在 Debugfs 文件系统中的接口为 /sys/kernel/debug/gpio，可以这样读取该接口的信息：
armsom@armsom:~$ sudo cat /sys/kernel/debug/gpio
gpiochip0: GPIOs 0-31, parent: platform/fd8a0000.gpio, gpio0:gpio-15 ( |led_rgb_b ) out logpio-20 ( |reset ) out lo ACTIVE LOWgpio-21 ( |bt_default_wake_host) in higpiochip1: GPIOs 32-63, parent: platform/fec20000.gpio, gpio1:gpio-34 ( |bt_default_rts ) in higpio-36 ( |vcc3v3-pcie30 ) out logpio-40 ( |camera-pwdn-gpio ) out higpio-54 ( |hdmirx-det ) in lo ACTIVE LOWgpio-58 ( |vcc3v3-pcie2x1l0 ) out higpio-61 ( |headset_gpio ) in higpiochip2: GPIOs 64-95, parent: platform/fec30000.gpio, gpio2:gpio-78 ( |vbus5v0-typec ) out logpiochip3: GPIOs 96-127, parent: platform/fec40000.gpio, gpio3:gpio-101 ( |vcc-5v0-gpio-regulat) out higpio-102 ( |bt_default_reset ) out logpio-104 ( |reset ) out higpio-125 ( |bt-wake-gpio-regulat) out higpiochip4: GPIOs 128-159, parent: platform/fec50000.gpio, gpio4:gpio-130 ( |wifi-diable-gpio-reg) out higpio-134 ( |sbu1-dc ) out logpio-135 ( |sbu2-dc ) out logpio-136 ( |vcc5v0-host-regulato) out higpio-149 ( |led_rgb_r ) out logpiochip5: GPIOs 509-511, parent: platform/rk806-pinctrl.9.auto, rk806-gpio, can sleep:
从读取到的信息中可以知道，内核把 GPIO 当前的状态都列出来了，以 GPIO0组为例，gpio-15(GPIO0_B7) 对应的dts节点是led_rgb_b，输出低电平 (out lo)。
4.2 查看 pinmux-pins
armsom@armsom:~$ sudo cat /sys/kernel/debug/pinctrl/pinctrl-rockchip-pinctrl/pinmux-pins
Pinmux settings per pin
Format: pin (name): mux_owner gpio_owner hog?
pin 0 (gpio0-0): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 1 (gpio0-1): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 2 (gpio0-2): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 3 (gpio0-3): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 4 (gpio0-4): fe2c0000.mmc (GPIO UNCLAIMED) function sdmmc group sdmmc-det
pin 5 (gpio0-5): feb20000.spi (GPIO UNCLAIMED) function spi2 group spi2m2-pins
pin 6 (gpio0-6): feb20000.spi (GPIO UNCLAIMED) function spi2 group spi2m2-pins
pin 7 (gpio0-7): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 8 (gpio0-8): 6-0051 (GPIO UNCLAIMED) function hym8563 group rtc-int
pin 9 (gpio0-9): feb20000.spi (GPIO UNCLAIMED) function spi2 group spi2m2-cs0
pin 10 (gpio0-10): wireless-wlan (GPIO UNCLAIMED) function wireless-wlan group wifi-host-wake-irq
pin 11 (gpio0-11): feb20000.spi (GPIO UNCLAIMED) function spi2 group spi2m2-pins
pin 12 (gpio0-12): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 13 (gpio0-13): fiq-debugger (GPIO UNCLAIMED) function uart2 group uart2m0-xfer
pin 14 (gpio0-14): fiq-debugger (GPIO UNCLAIMED) function uart2 group uart2m0-xfer
pin 15 (gpio0-15): leds gpio0:15 function leds group led-rgb-b
pin 16 (gpio0-16): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 17 (gpio0-17): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 18 (gpio0-18): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 19 (gpio0-19): (MUX UNCLAIMED) (GPIO UNCLAIMED)
pin 20 (gpio0-20): sdio-pwrseq gpio0:20 function sdio-pwrseq group wifi-enable-h
pin 21 (gpio0-21): (MUX UNCLAIMED) gpio0:21
...
我们以pin 13 (gpio0-13): fiq-debugger (GPIO UNCLAIMED) function uart2 group uart2m0-xfer作为解析：
gpio0-13对应的节点名是 fiq-debugger，此节点使用pinctrl配置复用为debug串口功能，pinctrl的值是uart2m0-xfer。
5. GPIO控制
这里介绍一下在用户空间基于sysfs控制gpio的方式： sysfs控制gpio的方式主要是基于内核提供的gpio控制接口文件。也就是通过读写/sys/class/gpio目录下的文件来控制对应的gpio接口。
echo 109 > /sys/class/gpio/export # 申请导出相应的gpio
echo out > /sys/class/gpio/gpio109/direction # 设置相应gpio为输出方向
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio109/value # 设置输出高电平
cat /sys/class/gpio/gpio109/value # 获取gpio当前状态值，是高电平还是低电平
echo 109 > /sys/class/gpio/unexport # 释放申请的gpio
注意：只有当GPIO3_B5脚没有被其它外设复用时, 我们才可以通过export导出该引脚去使用