GPIO Mapping

Jan 31, 2020 · 1178 words · 3 minute read

GPIO 맵핑하기 🔗

오늘은 gpio 맵핑을 위해 디바이스 트리를 이용하였지만 정상적으로 설정되지 않는 문제가 있었다. SoC에서 GPIO Enable 에 대한 것이 문제일 것이라 예상되지만, GPIO 맵핑하는 방법으로 디바이스 트리를 이용하는 것 외에 어떤 대안이 있는지 알아보고자 정리하고자 한다.

GPIO 데이터를 맵핑하여 사용할 수 있는 방법은 아래와 같이 세 가지 방법이 있다.

디바이스 트리 이용 (최근 트렌드)
Legacy Board & Machine Specific Code에서 플랫폼 데이터로 정의

(출처에 따르면) GPIO 맵핑을 플랫폼 데이터에 등록하여 사용하는 경우는 많지 않고 단순하게 핀 번호로 사용하는 경우가 대부분이었다고 한다.

ACPI 펌웨어 테이블에 정의

디바이스 트리를 사용하는 GPIO 매핑 🔗

디바이스 노드 내부에 “gpio-controller” 속성이 있으면 GPIO Controller 노드를 의미한다.

cell 개수 🔗

#gpio-cells = <2> 속성은 셀 데이터 2개를 사용한다는 것을 의미한다. 아래 예시에서는 gpio1, gpio2에 대해 각각 다음과 같이 해석 가능하다.

gpio1 controller는 cell 2개를 사용하여 디바이스 드라이버가 인자 2개를 받아 처리한다.
gpio2 controller는 cell 1개를 사용하여 디바이스 드라이버가 인자 1개를 받아 처리한다.
지정되지 않는 경우 2 cell 방식을 사용한다.

gpio1: gpio1 {
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
};
gpio2: gpio2 {
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <1>;
}

enable-gpios = <&gpio2 2>;
data-gpios = <&gpio1 12 0>, <&gpio1 13 0>, <&gpio1 14 0>, <&gpio1 15 0>;

Pin control subsystem과의 연동 🔗

pin control subsystem과의 연동은 gpio controller 노드에서 “gpio-ranges” 속성을 사용한다. “gpio-ranges” 속성이 가리키는 phandle은 연계된 pin controller 노드를 가리켜야 한다. 그리고 1~3개의 인자를 사용할 수 있으며, 배열 사용을 지원한다.

iomux: iomux@FF10601c {
        compatible = "abilis,tb10x-iomux";
        reg = <0xFF10601c 0x4>;
        pctl_gpio_a: pctl-gpio-a {
                abilis,function = "gpioa";
        };
        pctl_uart0: pctl-uart0 {
                abilis,function = "uart0";
        };
};
uart@FF100000 {
        compatible = "snps,dw-apb-uart";
        reg = <0xFF100000 0x100>;
        clock-frequency = <166666666>;
        interrupts = <25 1>;
        reg-shift = <2>;
        reg-io-width = <4>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pctl_uart0>;
};
gpioa: gpio@FF140000 {
        compatible = "abilis,tb10x-gpio";
        reg = <0xFF140000 0x1000>;
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        ngpios = <3>;
        gpio-ranges = <&iomux 0 0>;
        gpio-ranges-group-names = "gpioa";
};

ACPI 펌웨어를 사용하는 GPIO 매핑 🔗

디바이스 트리를 사용하는 방법과 유사하게 ACPI 디스크립션을 사용하는 방법이 있다. ACPI 5.1에서 소개된 [[[_DSD (Device Specific Data)|https://www.kernel.org/doc/Documentation/acpi/gpio-properties.txt]]를 참고한다.

Device (FOO) {
    Name (_CRS, ResourceTemplate () {
        GpioIo (Exclusive, ..., IoRestrictionOutputOnly,
            "\\_SB.GPI0") {15} // red
        GpioIo (Exclusive, ..., IoRestrictionOutputOnly,
            "\\_SB.GPI0") {16} // green
        GpioIo (Exclusive, ..., IoRestrictionOutputOnly,
            "\\_SB.GPI0") {17} // blue
        GpioIo (Exclusive, ..., IoRestrictionOutputOnly,
            "\\_SB.GPI0") {1} // power
    })

    Name (_DSD, Package () {
        ToUUID("daffd814-6eba-4d8c-8a91-bc9bbf4aa301"),
        Package () {
            Package () {
                "led-gpios",
                Package () {
                    ^FOO, 0, 0, 1,
                    ^FOO, 1, 0, 1,
                    ^FOO, 2, 0, 1,
                }
            },
            Package () {
                "power-gpios",
                Package () {^FOO, 3, 0, 0},
            },
        }
    })    Name (_CRS, )
}

Platform 데이터에 GPIO 맵핑 (deprecated) 🔗

일부 시스템에서 아래의 매크로 함수, API를 사용하여 플랫폼 데이터에 저장한 후, 이를 lookup 하여 사용하는데 지금은 사용하지 않는 방법이다.

1
2

GPIO_LOOKUP(chip_label, chip_hwnum, con_id, flag)
GPIO_LOOKUP_IDX(chip_label, chip_hwnum, con_id, idx, flags)

아래와 같이 GPIO Lookup Table을 정의한 후에 아래와 같이 사용할 수 있다.

struct gpiod_lookup_table gpios_table = {
    .dev_id = "foo.0",
    .table = {
        GPIO_LOOKUP_IDX("gpio.0", 15, "led", 0, GPIO_ACTIVE_HIGH),
        GPIO_LOOKUP_IDX("gpio.0", 16, "led", 1, GPIO_ACTIVE_HIGH),
        GPIO_LOOKUP_IDX("gpio.0", 17, "led", 2, GPIO_ACTIVE_HIGH),
        GPIO_LOOKUP("gpio.0", 1, "power", GPIO_ACTIVE_LOW),
        { },
    },
};

gpiod_add_lookup_table(&gpios_table);

struct gpio_desc *red, *green, *blue, *power;

red = gpiod_get_index(dev, "led", 0, GPIOD_OUT_HIGH);
green = gpiod_get_index(dev, "led", 1, GPIOD_OUT_HIGH);
blue = gpiod_get_index(dev, "led", 2, GPIOD_OUT_HIGH);
power = gpiod_get(dev, "power", GPIOD_OUT_HIGH);

출처 🔗

http://jake.dothome.co.kr/gpio-3/

gpio