Linux下如何使用X86 CPU的GPIO 作者：

作者：wsg1100
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1.前言在arm嵌入式开发中，各个外设具有固定的物理地址，我们可以直接通过芯片手册来编写驱动配置后使用。但是在x86中有所不同，所有外设控制器集成在PCH（曾经的南桥）中，每个外设都是作为一个PCI设备挂在PCH的PCI总线上， PCH再通过DMI与CPU相联。对于标压处理器H/K系列（也就是我们台式机），南桥还在主板上，对于x86移动处理器(Y/U结尾系列) ，已将PCH和CPU集成到同一封装中，与如今各类SOC类似，如下（详见 datasheet ）。
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由于x86中每个外设是一个PCI设备，所以我们要使用某个外设就需要为其分配内存空间映射、IRQ和I/O基址， x86中这些资源配置是由BIOS（UEFI）完成的，因为每块主板设计和外设使用不一样，就需要不一样的配置，所以不同的主板厂商需要定制自己主板的BIOS。
BIOS配置好主板使用的外设后，一些BIOS（UEFI）通过ACPI(高级配置和电源接口）的DSDT来传递设备信息（类似arm设备树，但功能更强）给操作系统，获取这些设备信息后我们才能配置和使用这个外设，但ACPI对各个操作系统有兼容性问题，这就会出现你在Windows设备管理器能看到该设备，到linux下什么也没有，因为大部分X86硬件厂商的BIOS主要兼容Windows为主，一般桌面CPU都是用的Windows系统嘛。
本文说的GPIO就是这么个问题， linux下无法使用，由于涉及的东西有点多，所以简单介绍在如何将x86工控机引出的GPIO使用起来的(注意：是CPU的GPIO引脚，不是Super IO的GPIO）。
CPU :英特尔7代低压处理器( Kaby Lake) i5-7200U/赛扬3865Ulinux:linux 4.0以上2.linux pinctrl子系统要使用gpio需要先看一下linux系统PINCTRL子系统，层级如下所示（图片来源蜗窝科技）：
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最底层是硬件控制器，其上是操作这些硬件的相关驱动（pin controller driver），不同的控制器有不同底层驱动，一般由芯片厂商BSP完成；pin controller driver初始化的时候会向pin control core模块注册pin control设备（通过pinctrl_register这个bootom level interface）。 pin control core模块是一个硬件无关模块，它抽象了所有pin controller的硬件特性，仅仅从用户（各个driver就是pin control subsystem的用户）角度给出了top level的接口函数，这样，各个driver不需要关注pin controller的底层硬件相关的内容，使用时直接向pinctrl子系统申请IO资源即可。关于linux GPIO与pinctrl子系统信息，详见蜗窝科技-GPIO子系统 .
pin controller driver成功注册到pin control core后，我们通过pin control core导出到sysfs的文件就可以直接操作一个GPIO ，使其输入输出，而不需要专门去写一个驱动模块。
3. pin controller driver搞嵌入式的一定对platform bus非常熟悉， pin controller driver的注册同样离不开platform bus ， driver与device必须经过某种匹配后，才能进一步执行probe注册到系统中。
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结合前言中对x86设备的描述， platform bus可通过以下两种方式来判断driver和device是否匹配。
probe()probe()别忘了前提，启动时BIOS必须为使用的PCI设备分配好设备中断号(中断vector)、映射空间地址等我们才能用。那对于我们的GPIO设备linux系统使用的是哪种方式呢，这需要到源码中来看，首先七代系列CPU linux pinctrl driver源码文件为 \drivers\pinctrl\intel\pinctrl-sunrisepoint.c，看如下代码。
static const struct acpi_device_id spt_pinctrl_acpi_match[] = { { "INT344B", (kernel_ulong_t)MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, spt_pinctrl_acpi_match);.....static struct platform_driver spt_pinctrl_driver = { .probe = spt_pinctrl_probe, .driver = {.name = "sunrisepoint-pinctrl",.acpi_match_table = spt_pinctrl_acpi_match,.pm = 可以看到使用的是ACPI模式，那么驱动的注册逻辑应该如下，
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【Linux下如何使用X86 CPU的GPIO】其中driver把系统中所有的pin描述出来，并将driver注册到platform bus 。 driver需要对应的device才能工作，但是linux因为ACPI的兼容性问题， linux并没有解析DSDT并创建出GPIO 相关的device ，所以没有触发执行probe来将pin controller driver注册到pin control core中， pinctrl子系统没有工作当然无法使用。到这里我们去解决内核对ACPI的解析（或者说兼容性问题）显然是不太现实的(自己太菜(╯﹏╰)) ，有没有其他办法呢？