Intel chipset的GPIO 找法

一直想整理有關GPIO的內容，近期又有機會用到，心血來潮順道整理一下，給有需要的人參考，順便也記錄一下相關知識重點，以便未來複習用。
GPIO全名是通用輸出輸入埠(General Purpose Input/Output)，是一組可供使用者由程式控制其數位信號IO的接腳。
從Intel 的ICH Chipset到 PCH Chipset，其GPIO Pin找法幾乎如出一轍，直到SOC的 Chipset才有因架構變更而改變，這裡將介紹以PCH Chipset：Intel Intel® 6 Series Chipset and Intel® C200 Series Chipset 來做介紹。
先概略簡述整個操作過程，第 一步找出GPIOBASE，跳至選擇所要的Pin腳(使用GPIO_USE_SELx Register)，判斷可否讀寫(使用GP_IO_SELx Register)，最後存取指定Pin腳(使用GP_LVLx Register)。
x其為Register Bit對應GPIO Pin的階層(預設為1，在Spec上不會特別去寫)，機ˋ本上一個Bit對應一個Pin腳。

x	Bit/Pin range
1	0~31
2	32~63
3	64~95

下面就一步步大領大家找出Intel GPIO Pin的位置，這裡舉例找尋GPIO16與GPIO48的數值。
Step 1. 找出 GPIO Base Address(GPIOBASE)。
在Intel Intel® 6 Series Chipset and Intel® C200 Series Chipset Datasheet中，GPIOBASE位於LPC Interface Bridge Registers表格欄位Offset 0x48~0x4B的位置。

透過RW中Bus0、Dev1F、Fun0 Offset 0x48取一個DWORD的長度，再與0x0000FF80運算得出GPIOBASE真實位址。

Step 2. GPIOBASE其有效位址為Bit7~Bit15，GPIOBASE=0x00000501 & 0x0000FF80 = 0x500。

透過RW IO Spec找出GPIOBASE在機器上對應的位置。

Step 3. 設定GPIO_USE_SEL Register Bit16與GPIO_USE_SEL2 Register Bit48為1，因為1代表可使用GPIO，0代表native function，如不設定則GP_IO_SEL與GP_LVL將無法使用。

GPIO16 ：將0x502 (GPIOBASE + 00h + 16 / 8 = 0x502)的bit 0設為1。

GPIO48：將0x532 (GPIOBASE + 30h + (48-32) / 8 = 0x532)的bit 0設為1。

Step 4. 判別GP_IO_SEL Register Bit16與GP_IO_SEL2 Register Bit48的狀態，0為可讀寫，1為唯讀。
GPIO16：判別0x506(GPIOBASE + 04h + 16 / 8 = 0x506) bit0 = 0，為可讀寫的Pin。

GPIO48：判別0x536(GPIOBASE + 34h + (48-32) / 8 = 0x536) bit0 = 0，為可讀寫的Pin。

Step 5. 存取GP_LVL Register Bit16與GP_LVL2 Register Bit48的狀態。
GPIO16：取出0x50E (GPIOBASE + 0Ch + 16 / 8 = 0x50E)的bit0的值。

GPIO48：取出0x53A (GPIOBASE + 38h + (48 -32) / 8 = 0x53A)的bit0的值。

以上是使用RW找出Intel GPIO的方法，有了上述的方法我們是不是可以隨心所欲地修改GPIO呢?答案是錯，因為如果不知道每根Pin的意義，亂修改將會導致系統發生嚴重的錯誤，輕則重開機即可，重則送電腦公司維修，基於以上的情況，部分PC主機板或是NB主機板會將GPIO Control Register設起來，主要是防止上述情況發生，這樣的好處是防止GPIO Pin被亂修改，有關GPIO Control Register可參考LPC Interface Bridge Registers (D31:F0) offset 0x4C bit0。