GPIO和SPI有什么关系？

Question

我发现内核中的GPIO驱动程序留下/sys/class/gpio来控制gpio，但我发现GPIO也可以被控制/dev/mem，我发现这个映射可能在spi-bcm2708（它调用__ioremap作为平台驱动程序）中完成，但我不这样做了解spi和GPIO之间的关系，它们在linux中如何协同工作？

Answer 1

据我了解，您正在谈论这个驱动程序（例如，在 Raspberry Pi 中使用）。首先，看一下BCM2835 datasheet。回顾下几节：

• 1.1 概述
• 6.0 通用 I/O (GPIO)
• 6.2 替代功能分配（见表 6-31）

从驱动程序代码（参见bcm2708_init_pinmode()函数）和数据表（表6-31）中，我们可以看到SPI引脚实际上是GPIO7..11引脚。这些引脚实际上可以连接到不同的硬件模块（在本例中为 SPI 或 SD）。

这种选择是使用引脚复用来完成的。所以基本上你需要将 GPIO7..GPIO11 引脚连接到 SPI 模块。为此，您需要为每个 GPIO7..GPIO11 引脚选择ALT0功能。这可以通过将相应的值写入GPFSEL0和GPFSEL1寄存器来完成（参见数据表中的表 6-1..6-3）：

这就是驱动程序实际执行此操作的方式：

/*
 * This function sets the ALT mode on the SPI pins so that we can use them with
 * the SPI hardware.
 *
 * FIXME: This is a hack. Use pinmux / pinctrl.
 */
static void bcm2708_init_pinmode(void)
{
#define INP_GPIO(g) *(gpio+((g)/10)) &= ~(7<<(((g)%10)*3))
#define SET_GPIO_ALT(g, a) *(gpio+(((g)/10))) |= (((a) <= 3 ? (a)+4 : (a) == 4 ? 3 : 2)<<(((g)%10)*3))

    int pin;
    u32 *gpio = ioremap(GPIO_BASE, SZ_16K);

    /* SPI is on GPIO 7..11 */
    for (pin = 7; pin <= 11; pin++) {
        INP_GPIO(pin);      /* set mode to GPIO input first */
        SET_GPIO_ALT(pin, 0);   /* set mode to ALT 0 */
    }

    iounmap(gpio);

#undef INP_GPIO
#undef SET_GPIO_ALT
}

这对我来说看起来像是快速破解，他们实际上提到了这一点：正确的方法是使用名为pinctrl的内核机制。

结论：BCM2708 驱动程序实际上并不触发任何 GPIO 引脚，它只是进行引脚复用，以便将 GPIO7..GPIO11 引脚连接到 SPI 模块。为此，该驱动程序会写入 GPFSELn 寄存器，而这些寄存器恰好是 GPIO 寄存器。这几乎就是该驱动程序中 SPI 和 GPIO 之间的所有关系。

PS ：如果您对 SPI 和 GPIO 之间可能的关系感到好奇，请阅读有关bit banging 的内容。请参阅Linux 内核中的spi-bitbang.c驱动程序示例。