GPIO是General Purpose I/O的缩写，即通用输入输出端口，简单来说就是MCU/CPU可控制的引脚， 这些引脚通常有多种功能，最基本的是高低电平输入检测和输出，部分引脚还会与主控器的片上外设绑定， 如作为串口、I2C、网络、电压检测的通讯引脚。
Linux提供了GPIO子系统驱动框架，使用该驱动框架即可灵活地控制板子上的GPIO。
2.1. GPIO命名
Rockchip Pin的ID按照 控制器(bank)+端口(port)+索引序号(pin) 组成。
控制器和GPIO控制器数量⼀致
端口固定 A、B、C和D，每个端口仅有8个索引号,(a=0,b=1,c=2,d=3)
索引序号固定 0、1、2、3、4、5、6、7
rk3588具有5个GPIO控制器，每个控制器可以控制32个IO，作为GPIO功能时，端口⾏为由GPIO控制器寄存器配置。
GPIO1_C4表达的意思为第1组控制器，端口号为C，索引号为4。该引脚号的计算公式为32 x 1 + 2 x 8 + 4 = 52
部分板卡除了主控芯片原生IO，也有使用i2c扩展gpio，例如鲁班猫5，使用两颗XL9535芯片，每个扩展芯片可以扩展16路gpio，使用与原生gpio无异。
2.2. 使用GPIO sysfs接口控制IO
在Linux中，最常见的读写GPIO方式就是用GPIO sysfs interface， 是通过操作 /sys/class/gpio 目录下的 export 、 unexport 、gpio{N}/direction, gpio{N} /value （用实际引脚号替代{N}）等文件实现的，经常出现shell脚本里面。 在kernel 4.8开始，加入了libgpiod的支持；而原有基于sysfs的访问方式，将被逐渐放弃。
引脚 |
控制器 |
端口号 |
索引号 |
计算结果 |
|---|---|---|---|---|
GPIO1_C4 |
1 |
C |
4 |
52 (32 x 1 + 8 x 2 + 4) |
GPIO3_B2 |
3 |
B |
2 |
106 (32 x 3 + 8 x 1 + 2) |
GPIO0_D6 |
0 |
D |
6 |
30 (32 x 0 + 8 x 3 + 6) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
#以下所有操作均需要打开管理者权限使用 #使能引脚GPIO1_C4 echo 52 > /sys/class/gpio/export #设置引脚为输入模式 echo in > /sys/class/gpio/gpio52/direction #读取引脚的值 cat /sys/class/gpio/gpio52/value #设置引脚为输出模式 echo out > /sys/class/gpio/gpio52/direction #设置引脚为低电平 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio52/value #设置引脚为高电平 echo 1 > /sys/class/gpio/gpio52/value #复位引脚 echo 52 > /sys/class/gpio/unexport |
2.3. 使用libgpiod控制IO
libgpiod是一种字符设备接口，GPIO访问控制是通过操作字符设备文件（比如 /dev/gpiodchip0 ）实现的， 并通过libgpiod提供一些命令工具、c库以及python封装。
1 2 |
#安装gpiod 命令行工具 sudo apt install gpiod |
gpiod工具的使用方法与sysfs接口的不同，gpiod是以控制器为单位，然后再详细到端口号和索引号，即gpiod使用两个数据确定引脚
引脚 |
控制器 |
端口号 |
索引号 |
gpiod的使用结果 |
|---|---|---|---|---|
GPIO1_C4 |
1 |
C |
4 |
1 20(8 x 2 + 4) |
GPIO3_B2 |
3 |
B |
2 |
3 10(8 x 1 + 2) |
GPIO0_D6 |
0 |
D |
6 |
0 30(8 x 3 + 6) |
常用的命令行如下，可使用 -h 查看命令相对应的使用说明（以GPIO1_C4为例）
命令 |
作用 |
使用举例 |
说明 |
|---|---|---|---|
gpiodetect |
列出所有的GPIO控制器 |
gpiodetect(无参数) |
列出所有的GPIO控制器 |
gpioinfo |
列出gpio控制器的引脚情况 |
gpioinfo 1 |
列出第一组控制器引脚组情况 |
gpioset |
设置gpio |
gpioset 1 20=0 |
设置第一组控制器编号20引脚为低电平 |
gpioget |
获取gpio引脚状态 |
gpioget 1 20 |
获取第一组控制器编号20的引脚状态 |
gpiomon |
监控gpio的状态 |
gpiomon 1 20 |
监控第一组控制器编号20的引脚状态 |
重要
Rockchip Pin的ID按照 控制器(bank)+端口(port)+索引序号(pin) 组成。其中端口号和索引号会合并成一个数值传入到gpiod里去 并不是所有的引脚都能够使用libgpiod控制，例如led之类的一些已经被使用的引脚。当使用这些被定义的引脚就会出现，设备繁忙，进而无法使用
2.4. FAQs
Q1：当使用GPIO时出现 gpioset: error setting the GPIO line values: Device or resource busy 或者 -bash: echo: 写错误: 设备或资源忙
A1：说明GPIO被占用了，占用的原因可能是设备树里把该引脚作为gpio或者其他复用功能被使用了。