穷根究底linux内核函数之s3c2410_gpio_cfgpin()
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穷根究底linux内核函数之s3c2410_gpio_cfgpin()
穷根究底linux内核函数之s3c2410_gpio_cfgpin()
原创文章，转载注明出处：http://blog.chinaunix.net/uid-25669276-id-3265416.html
flyriz 2012-07-06
在ARM驱动程序的学习过程中，经常碰到对IO操作的函数：s3c2410_gpio_cfgpin()，结合linux内核源代码（版本linux-2.6.29.4），做一个详细的分析，以如下代码为例：
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB5,S3C2410_GPB5_OUTP);
从函数名上来看，其作用是把S3C2410的GPB5引脚设置为输出，接下来就像做数学题一样进行化简吧，为方便描述，过程中用等号表示。
先把参数展开，参数S3C2410_GPB5 宏展开：
S3C2410_GPB5 ＝ S3C2410_GPIONO(S3C2410_GPIO_BANKB, 5)
S3C2410_GPIO_BANKB ＝ (32*1)
S3C2410_GPIONO(bank,offset) ＝ ((bank) + (offset))
S3C2410_GPB5 ＝ (32*1)+5
参数S3C2410_GPB5_OUTP 宏展开：
S3C2410_GPB5_OUTP ＝ (0x01 << 10)
参数简化后的函数：
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB5,S3C2410_GPB5_OUTP)＝
s3c2410_gpio_cfgpin( (32*1)+5,(0x01 << 10) )
接下为再对函数本身化简，进入函数：s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int )
void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int )
{
void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);
unsigned long mask;
unsigned long con;
unsigned long flags;
if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {
mask = 1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
} else {
mask = 3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;
}
switch () {
case S3C2410_GPIO_LEAVE:
mask = 0;
= 0;
break;
case S3C2410_GPIO_INPUT:
case S3C2410_GPIO_OUTPUT:
case S3C2410_GPIO_SFN2:
case S3C2410_GPIO_SFN3:
if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {
-= 1;
&= 1;
<<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
} else {
&= 3;
<<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;
}
}
/* modify the specified register wwith IRQs off */
local_irq_save(flags);
con = __raw_readl(base + 0x00);
con &= ~mask;
con |= ;
__raw_writel(con, base + 0x00);
local_irq_restore(flags);
}
现在看第一个子函数：
S3C24XX_GPIO_BASE(pin)，这也是最复杂的一个子函数，宏展开后：
S3C24XX_GPIO_BASE(pin) ＝ S3C2410_GPIO_BASE(pin)
＝ ( ( ( (pin) & ~31 ) >> 1 ) + S3C24XX_VA_GPIO )
S3C24XX_VA_GPIO ＝ ( (S3C24XX_PA_GPIO－S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART )
S3C24XX_PA_GPIO ＝ S3C2410_PA_GPIO ＝ (0x56000000)
S3C24XX_PA_UART ＝ S3C2410_PA_UART ＝ (0x50000000)
S3C24XX_VA_UART ＝ S3C_VA_UART ＝ S3C_ADDR(0x01000000)
S3C_ADDR(x)＝(S3C_ADDR_BASE + (x))
S3C_ADDR_BASE＝(0xF4000000)
S3C24XX_VA_UART＝(0xF4000000)+(0x01000000)＝(0xF5000000)
S3C24XX_VA_GPIO ＝(0x56000000)－(0x50000000)+(0xF5000000)
＝0xFB000000
最后：S3C24XX_GPIO_BASE(pin)＝( ( ( (pin) & ~31 ) >> 1 ) + 0xFB000000
说明：
( ( ( (pin) & ~31 ) >> 1 )，这个东东是为了得到指定的pin引脚的寄存器相对于GPIO基地址的偏移量，至于为什么要这样写我接下来会说明。
S3C24XX_VA_GPIO，GPIO基地址的虚拟地址。顺便说明一下VA，PA，VA：虚拟地址，PA：物理地址，都是英语单词的首字母。现在很好理解了，先根据GPIO，UART的物理地址算出两者的偏移量：(S3C24XX_PA_GPIO－
S3C24XX_PA_UART)，然后UART虚拟地址加上这个偏移量就得到GPIO的虚拟地址了：( (S3C24XX_PA_GPIO－
S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART )。至于S3C24XX_VA_UART为什么最后就变成了(0xF5000000)，我也暂时不知道，内核代码就是这么写的，应该是这样一个转换规则吧。
分析完这个子函数，接下来的代码就很好理解了。有一个地方要注意一下：if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB)，两次出现这个表达式，因为这个芯片的PORT A与其他的端口的不一样，它能实现的功能比较少，GPACON中只用一个数据位来控制这个引脚的功能，其他的比如PORT B的GPBCON寄存器，是用两个数据位来控制的。所以对PORT A的引脚要单独处理了。
有一个问题：
S3C_VA_UART ＝ S3C_ADDR(0x01000000)，这里的UART虚拟地址转制为什么是这样子的?
再看一下源代码里面的其他虚拟地址的转换：
#define S3C_VA_IRQ
S3C_ADDR(0x00000000)
/* irq controller(s) */
#define S3C_VA_SYS
S3C_ADDR(0x00100000)
/* system control */
#define S3C_VA_MEM
S3C_ADDR(0x00200000)
/* system control */
#define S3C_VA_TIMER
S3C_ADDR(0x00300000)
/* timer block */
#define S3C_VA_WATCHDOG
S3C_ADDR(0x00400000)
/* watchdog */
#define S3C_VA_UART
S3C_ADDR(0x01000000)
/* UART */
这个S3C_ADDR里面的内容是如何确定的？
S3C_ADDR_BASE＝(0xF4000000)，这个基地址又是怎么确定的？
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