rk3568|rk平台GPIO冲突检测小技巧

上一篇我们讲解了如何编写gpio驱动，但是实际操作中，经常发现gpio引脚被占用的情况发生，那么本篇文章就详细讲解rxw平台下如何快速定位gpio复用问题以及如何解决。

一、GPIO寄存器查找

要想查看某个GPIO引脚可以配置的功能以及地址信息，需要查看TRM手册：

《Rockchip RK3568 TRM Part1》

• 第一步：对于GPIO2 A2，我们转换成下面字符串然后搜索

gpio2a2_sel

这样我们就可以直接找到该引脚iomux配置寄存器，bit[10:8]。该寄存器地址：

基地址+0x0020

那么如何找到基地址呢？

• 第二步：

搜索该引脚寄存器的名字：

GRF_GPIO2A_IOMUX_L

注意向上搜索

可以得到该寄存器基地址名称：

SYS_GRF

• 第三步 直接进入chapter 3

可得SYS_GRF 基地址

0xFDC60000

那么我们就得到了GPIO2 A2的IOMUX配置寄存器地址为

0xFDC60000 + 0x0020

该寄存器的bit[10:8]用于设置该寄存器功能。

当然也可以用下图来查找，更加方便：

那么找到了这个寄存器地址，我要如何来直接读取这个寄存器的值呢？

这个可以借助于一个命令io。

二、io命令

io命令可以直接操作某个寄存器，用于查看设置某个PIO 引脚配置了什么iomux，非常方便。

1. 移植io命令需要的驱动

RK 的 Android 平台，默认有包含 io 工具（源码位置：external\io）， linux 系统平台如果没有此源码， 可以将 Android 平台此源码打包过去编译即可（ linux 平台代码同步最新都已带有 IO 工具，可直接使用命令）。

• 第一步：修改Makefile、Kconfig

vim  drivers/char/Makefile

增加
+obj-$(CONFIG_DEVMEM)           += mem.o

vim drivers/char/Kconfig
改文件已经包含下面信息
 10 config DEVMEM
 11     bool "/dev/mem virtual device support"
 12     default y
 13     help
 14       Say Y here if you want to support the /dev/mem device.
 15       The /dev/mem device is used to access areas of physical
 16       memory.
 17       When in doubt, say "Y".

• 第二步：修改驱动文件

io命令需要内核驱动支持，驱动文件如下：

drivers/char/mem.c

找到下面代码：

#ifdef CONFIG_DEVMEM
         [1] = { "mem", 0, &mem_fops, FMODE_UNSIGNED_OFFSET },
#endif

修改为

+//#ifdef CONFIG_DEVMEM
         [1] = { "mem", 0, &mem_fops, FMODE_UNSIGNED_OFFSET },
+//#endif

• 第三步：修改配置文件rockchip_defconfig

vim  arch/arm64/configs/rockchip_defconfig
增加
+CONFIG_DEVMEM=y

重新编译内核，烧录重启。

rockchip_defconfig需要根据平台选择

• 第四步：查看mem字符设备：

rk3568_r:/ # ls /dev/mem -l
ls /dev/mem -l
crw------- 1 media media 1,   1 2017-08-04 09:00 /dev/mem

io命令正是通过这个字符设备来实现寄存器的读写的。

2. 命令说明

rk3568_r:/dev # io
io
Raw memory i/o utility - $Revision: 1.5 $

io -v -1|2|4 -r|w [-l ] [-f ]  []

    -v         Verbose, asks for confirmation
    -1|2|4     Sets memory access size in bytes (default byte)
    -l    Length in bytes of area to access (defaults to
               one access, or whole file length)
    -r|w       Read from or Write to memory (default read)
    -f   File to write on memory read, or
               to read on memory write
         The memory address to access
          The value to write (implies -w)

Examples:
    io 0x1000                  Reads one byte from 0x1000
    io 0x1000 0x12             Writes 0x12 to location 0x1000
    io -2 -l 8 0x1000          Reads 8 words from 0x1000
    io -r -f dmp -l 100 200    Reads 100 bytes from addr 200 to file
    io -w -f img 0x10000       Writes the whole of file to memory

Note access size (-1|2|4) does not apply to file based accesses.

3. 举例1，通过IO读寄存器：

读取gpio2 A2引脚配置寄存器

io -4 -l 0x30 0xFDC60000
-4         : 按字(4个字节) 访问内存 
0x30       : 读取0x30（48）个字节
0xFDC60000 : 基地址

由上图可得0xFDC60020的bit[10:8]值为1

所以该io引脚被设置的iomux为

3'h1: SDMMC0_CLK

如果我们是希望通过设备树设置该引脚为普通gpio，那么该值应该为0，

那么这就说明了，我们设置失败了，

那就可以到设备树中查找设置SDMMC0的地方，将其注释掉。

要读取单个寄存器，可以用下面命令：

 io -4 -r 0xFDC60024

4. 举例2，通过IO写寄存器

比如已经通过命令：io -4 -r 0xFDC60024读出了寄存器的值，那么此时想把gpio2 A2修改为普通GPIO， 那么只需要对0xFDC60024这个寄存器的第 3 个 1 写 0，那么可以如下操作：

io -4 –w 0xFDC60024 0x01002011

注意:

• 第三个1对应是bit[10:8]
• 通过 io 写的寄存器值 reboot 后不会保留
• 为什么寄存器地址后面的十六进制值的 bit [24]写 1？因为该寄存器的 16bit 至31 bit 是写有效位，默认为 0，即不可写。因为要往[8] bit 写 1，所以[8] bit  对应的 写有效位 16 bit 也要对应置 1 才可写入，这个是根据寄存器描述而定的。

修改过后，再查看，可以发现对应的位的值变为了1：

三、 通过函数gpiod_direction_output（）

思 路 ：驱 动 里 如 果 想 要 去 操 作 GPIO ， 肯 定 会 调 用 到 gpio_direction_output 、gpio_direction_input、 gpiod_direction_output、 gpiod_direction_input 这几个接口， 他们的定义位置是：

 vim kernel/drivers/gpio/gpiolib.c

在这些接口里添加判断对应查询的 IO 口条件，通过以下函数就可以打印出哪些模块复用了该引脚：

dump_stack(); 

注意：在 linux3.10 内核的 sdk 中用的是 gpio_direction_output 和gpio_direction_input 接 口 ， 在 linux4.4 内 核 中 则 是 gpiod_direction_output 和gpiod_direction_input。

下面以 linux4.4 版本为例来讲解如何查看引脚：gpio4 b3。

首先，需要计算出代表 gpio4b3 的值，算法如下：

gpio4_B3 = 4 *32 + (B-A) * 8 + 3 = 3 *32 + 1 * 8 + 3 = 139

计算方法参考：《rk3568 | 瑞芯微平台GPIO引脚驱动编写》

• 最前面和 32 相乘的数字因为是 gpio4，所以是 432。如果是 gpio3，那就是 332；
• 括号里面的 A、 B、 C、 D 分别代表数值 0、 1、 2、 3，在计算时候分别对应去减即可，这里因为是 B3，所以用 B-A，如果是 C3，就是 C-A；
• 最后的+3 是因为是   B3，如果是 GPIO4B2，那么最后就+2。

注：在 linux4.4 内核， io 引脚的值有些变化，也就是按照上文算法计算的结 果要+1000，所以 GPIO4B3 如果是 linux4.4 内核里要填 1139。

int gpiod_direction_output(struct gpio_desc *desc, int value)
{
 if (!desc || !desc->chip) {
  pr_warn("%s: invalid GPIO\n", __func__);
  return -EINVAL;
 }
+  if ( desc_to_gpio(desc) == 1139)
+  {
+   printk("dump_stack_start\n");
+   dump_stack();
+   printk("dump_stack_end\n");
+  }
 if (test_bit(FLAG_ACTIVE_LOW, &desc->flags))
  value = !value;
 return _gpiod_direction_output_raw(desc, value);
}

添加后编译烧录，只要对应判断的引脚有被调用，启动 log 中就会打印出堆栈，可以根据找出结果查看，找到驱动调用函数。

四、通过函数rockchip_set_mux（）

配置IOMUX会调用该接口，

仍然以引脚gpio4 b3为例。

[drivers/pinctrl/pinctrl-rockchip.c]

  @@ -1224,6 +1224,17 @@ static int rockchip_set_mux(struct rockchip_pin_bank *bank, int pin, int mux)
   dev_dbg(info->dev, "setting mux of GPIO%d-%d to %d\n",
             bank->bank_num, pin, mux);
+       if((bank->bank_num == 4)&&(pin == 11)){
+               printk("6902 setting mux of GPIO%d-%d to %d\n",
+                               bank->bank_num, pin, mux);
+               dump_stack();
+       }
    if (bank->iomux[iomux_num].type & IOMUX_SOURCE_PMU)
            regmap = info->regmap_pmu;

• bank_num 表示gpio4
• 这里“ pin ==”后面跟的值计算方式为：将 A0 至 D7 32 个引脚顺序对应数值 0 至 31，b3为11。

五、如何去掉设备树中的复用引脚信息？

刚才分析，发现GPIO2 A2被SDMMC0占用，那么如何来解决这个冲突呢？

只要从设备树下手即可。

瑞芯微平台的设备树，根据平台区分，往往前缀是：

rk + 平台  + 板子型号 + ddr型号 + 版本

比如rk3568系列设计的设备树文件如下：

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-amp.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-android9.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-android.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-dram-default-timing.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10-android9.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtb
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10-linux.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10-linux-spi-nor.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb2-lp4x-v10-bt1120-to-hdmi.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb2-lp4x-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb2-lp4x-v10.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb4-lp3-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb5-ddr4-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb5-ddr4-v10.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb6-ddr3-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb6-ddr3-v10.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb6-ddr3-v10-linux.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb6-ddr3-v10-rk628-bt1120-to-hdmi.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb6-ddr3-v10-rk628-rgb2hdmi.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb6-ddr3-v10-rk630-bt656-to-cvbs.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb7-ddr4-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-iotest-ddr3-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-iotest-ddr3-v10-linux.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-linux.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-demo-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-demo-v10.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-demo-v10-linux.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-demo-v10-linux-spi-nand.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-demo-v12.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-demo-v12-linux.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-demo-v12-linux-spi-nand.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-nvr-linux.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-pinctrl.dtsi

一口君的板子是evb1,ddr4,v10版本，所以去掉其他的文件，

我们只需要关注以下文件即可。

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-android.dtsi
与安卓相关的信息

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568.dtsi 
描述cpu、memory、timer、clk、sata、usb host、gic、视频控制器、sram、cru、i2c控制器、uart、pwm、pmu等各种Soc内部硬件信息

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dts
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb.dtsi
与evb1底板相关的外设硬件信息

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-pinctrl.dtsi
pinctl相关硬件信息

还有1个描述pinctl引脚驱动能力的文件：

rockchip-pinconf.dtsi

使用grep命令来查询：

grep sdmmc0 arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568* -nr

好在信息不多，逐个查看，下面这个文件，我们找到了复用的地方。

rk3568-pinctrl.dtsi

该引脚被定义为sdmmc0_clk，作为时钟被使用了。

 sdmmc0 {
  ………………
  /omit-if-no-ref/
  sdmmc0_clk: sdmmc0-clk {
   rockchip,pins =
    /* sdmmc0_clk */
    <2 RK_PA2 1 &pcfg_pull_up_drv_level_2>;
  };

修改的方法有很多种：

1. 投机取巧法 将sdmmc0_clk改成其他没有用的gpio

2. 简单粗暴法 如果确定没有使用sdmmc0，可以将所有sdmmc0地方全部注释掉

设备树支持下面这种方法：

#if 0
#endif

3. 硬件飞线法

找硬件工程师飞线，改用其他的GPIO

4. 最优法 如果sdmmc0也用到了，

那就只能修改冲突的GPIO，

但是这种情况，往往会牵一发而动全身，

要改好几处，那就需要各位老铁细心慢慢修改了。

好了，本文到底结束。

一口君目标是写100篇瑞芯微平台的文章，

有喜欢瑞芯微的老铁，

欢迎大家关注学习。