在X86 Linux中配置SuperIO GPIO寄存器

Superio概述

Super I/O芯片也叫I/O芯片。在486以上档次的主板上都有I/O控制电路。因为在南桥这样的高速设备和串行、并行接口、软盘驱动器及键盘鼠标等大量低速设备之间必定存在资源的不匹配，而需要经过转换和管理。而Super I/O芯片则完成了该功能。
通常在硬件监控芯片硬件监控芯片中会整合超级I/O功能，可用于监控受监控对象的电压、温度、转速等。主板在附件中会提供某种软件，它和主板上的硬件配合使用就能实现对电压、温度、风扇转速等的监控，一旦检测到这些参数超出设定的指标时，它会自动作出调整，以保护元件的安全。
以上内容均为copy自互联网 。

笔者使用的主板为QOTOM Q4200UG2-P,SIO芯片型号为IT8786E-I, 预留的GPIO端口为GP80~GP87
SuperIO芯片在主板的实物图如下：

本人对SuperIO的理解，主要是参考linux内核中gpio-it87驱动代码和github上的其他项目摸索出来的，文中可能会有一些错误！ 请各位大神指正

大概的流程：

以下的数据都来源于芯片手册：
SuperIO控制器地址端口index=2Eh，数据端口index=2Fh(实际的物理内存地址)；
SuperIO芯片功能入口：87h,01h,55h,55h；
GPIO LDN逻辑设备号：07h；
GP80-GP87：寄存器地址index=2Ch，Default=89h；
GPIO Output/Input Selection： index=CFh；
GPIO Simple I/O Base Address MSB/LSB Register：Index=62h/63h, Default=00h；

1. 进入IO配置空间
2. 设置IO属性
3. 设置输入输出模式
4. 当IO输出时设置高低电平
5. 退出IO配置空间

Linux 实现代码：

#include<stdio.h>
#include<sys/io.h>
#include<stdlib.h>

/* IO Ports */
#define REG		0x2e
#define VAL		0x2f
/* Logical device Numbers */
#define LDNREG		0x07
/* GPIO Configuration Registers */
#define GPIOLDN		0x07

static int superio_inw(int reg)
{
	int val;
	outb(reg++, REG);
	val = inb(VAL) << 8;
	outb(reg, REG);
	val |= inb(VAL);
	return val;
}

int main(void)
{   
	unsigned short int io_base;

	//修改端口权限为可读写
	int ret = iopl(3);
	if(ret == -1)
	{
		printf("iopl error.\n");
		return -1;
	}
	//进入IO配置空间
	outb(0x87, REG);
	outb(0x01, REG);
	outb(0x55, REG);
	outb(0x55, REG);
	//设置IO属性
	outb(LDNREG, REG);
	outb(GPIOLDN, VAL);
	//Speecial Function Selection Register3(Index=2Ch, Default=89h)
	outb(0x2c, REG);
	outb(0x89, VAL);

	//Simple I/O Base Address MSB/LSB Register index=62h/63h
	//获取GPIO基地址(16位),高位0x62|低位0x63组合起来
	io_base = superio_inw(0x62);
	printf("gpio base addr:%02x\n", io_base);

	//设置输入输出模式Output/Input Selection (Index CFh）
	//0xcf 控制GP80~87 作为输入还是输出
	outb(0xcf, REG);
	//bit0对应GP80,bit1对应GP81,以此类推。以下是把所有IO作为输出
	outb(0xff, VAL);

	//当IO作为输出时，拉高、或拉低设置
	//使用的第8组GPIO，这里地址是基地址+7
	//控制GP80~87输出高还是低,相应的BIT 设为0拉低，设为1拉高
	//bit0对应GP80,bit1对应GP81,以此类推。这里所有IO设置为高电平
	outb(0xff,io_base+7);
	//设置完后退出IO配置空间
	outb(0x02, REG);
	outb(0x02, VAL);
	//恢复端口权限
	iopl(0);

	return 0;
}

编译后执行需要root权限，可以直接上LED测试，下图接线是低电平点亮

通过上面的代码就可以在用户空间直接操作SuperIO GPIO 的寄存器了。
另外还实现了一种方法，直接写成驱动的方式，创建一个misc设备，实现ioctl函数，利用ioctl通信在用户空间操作GPIO，这里就不贴代码了
项目源代码：https://github.com/huchanghui123/ITE-SuperIO.git