一个函数分析（s3c2410_gpio_setpin），浅析ARM GPIO地址转换

一个函数分析（s3c2410_gpio_setpin），浅析ARM GPIO地址转换

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目录：

1
S3c2410_gpio_setpin作用以及源码
2
在内核中队部分代码进行深入跟踪
3 ARM的IO内存映射计算及分析
4
一些琐碎的话

1 S3c2410_gpio_setpin作用以及源码

该函数根据传入的参数设这GPIO的数据输出。源码如下
void
s3c2410_gpio_setpin(unsigned int pin, unsigned int to)
{
void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);
unsigned long offs = S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
unsigned long flags;
unsigned long dat;

local_irq_save(flags);

dat = __raw_readl(base + 0x04);
dat &= ~(1<< offs);
dat |= to << offs;
__raw_writel(dat, base + 0x04);

local_irq_restore(flags);
}

EXPORT_SYMBOL(s3c2410_gpio_setpin);


2
在内核中队部分代码进行深入跟踪

S3C24XX_GPIO_BASE的定义如下
#define S3C24XX_GPIO_BASE(x) S3C2400_GPIO_BASE(x)

#define S3C2400_GPIO_BASE(pin) (pin < S3C2410_GPIO_BANKC ? \
S3C2400_BASEA2B(pin)+S3C24XX_VA_GPIO : \
S3C2400_BASEC2H(pin)+S3C24XX_VA_GPIO)

#define S3C2410_GPIO_BANKC (32*2)
#define S3C2400_BASEA2B(pin) ((((pin) & ~31) >> 2))
#define S3C2400_BASEC2H(pin) ((S3C2400_BANKNUM(pin) * 10) + \
(2 * (S3C2400_BANKNUM(pin)-2)))

#define S3C2400_BANKNUM(pin) (((pin) & ~31) / 32)

#define S3C24XX_VA_GPIO ((S3C24XX_PA_GPIO-S3C24XX_PA_UART)+S3C24XX_VA_UART)

#define S3C24XX_PA_GPIO S3C2410_PA_GPIO

#define S3C2410_PA_GPIO (0x56000000)

#define S3C2410_PA_UART (0x50000000)

#define S3C24XX_VA_UART S3C_VA_UART

#define S3C_VA_UART S3C_ADDR(0x01000000) /* UART */


#ifndef __ASSEMBLY__
#define S3C_ADDR(x) ((void __iomem __force *)S3C_ADDR_BASE + (x))
#else
#define S3C_ADDR(x) (S3C_ADDR_BASE + (x))
#endif

#define S3C_ADDR_BASE (0xF4000000)
以上就是用cscope跟踪内核代码的结果。


3 ARM的IO内存映射计算及分析
UART映射后的虚拟地址是0xF4000000＋0x01000000，而物理地址GPIO＝0x56000000
UART=0x50000000,void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin)中的base是通过UART的虚拟地址加上GPIO和UART
的差，进而计算出GPIO的虚拟地址S3C24XX_VA_GPIO＝((S3C24XX_PA_GPIO - S3C24XX_PA_UART)+S3C24XX_VA_UART=0x56000000-0x50000000+S3C24XX_VA_UART=0x060000000+(0xf4000000+0x01000000)=0xfb000000,
所以A组GPIO的基地址为 0xfb000000 B组的基地址为：0xfb000000+(0b100000>>1)=0xfb000010
,即 S3C24XX_GPIO_BASE=0xfb000010，C组基地址为 2＊10＋2＊（2－2）＋0xfb000000=0b10100+0xfb000000=0x14+0xfb000000=0xfb000014,DEFGH这些组可以类推，如D组比C组基地址大12，E组比D组基地址大12……
S3C2410_GPIO_OFFSET的定义如下：
#define S3C2410_GPIO_OFFSET(pin) ((pin) & 31)
可知GPB（5）的偏移量就是5对应GPBCON
的第五位，对应控制断口的第五位。
而在硬件手册上找到ARM920T的GPIO物理地址：
GPACON 0x56000000 GPADAT 0x56000004 Ox56000008 0x5600000c
这两个地址保留
PGBCON 0x56000010 GPBDAT 0x56000014 GPBUP 0x56000018 Reserved 0x5600001c
PGCCON 0x56000020 GPCDAT 0x56000024 GPCUP 0x56000028 Reserved 0x5600002c

由此可知道S3C24XX_GPIO_BASE=0xfb000010就是GPBCON的地址，S3C24XX_GPIO_BASE＋0x04=（base+0x04）就是GPBDAT的地址，所以下面语句就是向从GPBDAT读数据到dat，经过修改之后（根据穿过来的参数，设置对应位，这里是GPB（5），也就是修改GPBDAT中的第五位）再次写入GPBDAT
dat = __raw_readl(base + 0x04);
dat &= ~(1<< offs);
dat |= to << offs;
__raw_writel(dat, base + 0x04);

以上IO物理地址映射为虚拟地址的过程就是ARM IO
地址映射的过程
local_irq_save(flags);是关中断
local_irq_restore(flags);是开中断


4
一些琐碎的话
在Documents/arm/s3c24xx中有关于s3c24xxcpu的一些文档，很好，可以看看。比如有关gpio的文档。
GPIO
在使用的时候首先是对所有的GPIO 进行了分类A B C D E F G H J
这几大类，每一类都有32个GPIO,
在逻辑上对他们进行了地址的规划，地址是从0（还是1？有待细看）一直到32*9
这么多地址，
这些地址进而又与虚拟地址相对应，linux中端口的地址都是把对应的物理地址加一个偏移量形成了物理地址，
这个偏移量从0xf4000000
开始的，然后再以0xf4000000为基地址进行映射（那些编号就是相对从0xf4000000开始映射的GPIO地址的偏移地址）。这样就从CPU引脚的物理地址变换成了虚拟地址。

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