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UART 及 GPIO 底层部分解析
本文综述 RPS 中 UART 和 GPIO 部分的底层架构，关于标准输出的顶层封装，请参见 标准输出部分解析。
RPS 的 UART 和 GPIO 部分分别声明在 driver/include/uart.h 和 driver/include/gpio.h 中。
如需查找 UART 及 GPIO 端口的在树莓派 3 上的具体位置，请参见 树莓派 3 UART 及 GPIO 针脚定义。
| 返回类型 | 函数 | 描述 |
|---|---|---|
| void | gpio_output_init (int n) | 初始化 GPIO 端口 n 为 OUTPUT |
| void | gpio_set (int n) | 设置已初始化的 OUTPUT GPIO 端口 n |
| void | gpio_clr (int n) | 清除已初始化的 OUTPUT GPIO 端口 n |
| void | uart_init (void) | 初始化 UART 接口 |
| unsigned int | uart_recv (void) | 获取 UART 接收寄存器内容 |
| void | uart_send (unsigned int c) | 通过 UART 发送内容 c |
gpio_output_init 用于将指定的 GPIO 端口设置为 OUTPUT。其核心部分是调用汇编函数 GET32 和 PUT32 将 GPFSELn 寄存器中的对应位设置为 0x000，即设置其功能为 OUTPUT。
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int n需要设置为 OUTPUT 的寄存器。n 的合法范围为 2 - 27，超出此范围的 n 值均会导致 panic。
无
树莓派中的 GPIO 端口可以被设置为 INPUT、OUTPUT 和 Alternate function 1 - 5 中的任意一种，各 Alternate function 的功能定义请参见 BCM2835 ARM Peripherals 中的 6.2 节。
gpio_set 和 gpio_clr 用于设置和复位指定的 OUTPUT GPIO 端口。默认状态下，当某个 GPIO 端口被设置为 OUTPUT 时，其电位为高电平或低电平的固定的一种，当执行 gpio_set 函数后，对应 GPIO 端口的电位改变为与默认相反；同理，当执行 gpio_clr 后，对应 GPIO 端口的电位会恢复为与默认相同。
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int n需要被设置或复位的 OUTPUT GPIO 端口。n 的合法范围为 2 - 27，超出此范围的 n 值均会导致 panic。
无
博通的官方文档指出，gpio_set 或 gpio_clr 行为需要 150 条指令的延时方能生效，故我们在修改相关寄存器后调用了 sleep 函数来保证至少 150 条指令的延时，有关 sleep 函数的内容请参见 标准系统函数部分解析。
gpio_set 或 gpio_clr 的操作对象必须是已经使用 gpio_output_init 初始化过的 GPIO 端口，否则其行为是未定义的。
uart_init 用于初始化 UART 所需的 GPIO 端口并设置波特率等参数。
无
无
UART 部分使用了 GPIO14、GPIO15 的 Alternate function 5，即 TXD1、RXD1。有关 UART 寄存器地址布局及其含义，请参见 BCM2835 ARM Peripherals 中的 13.4 节。
uart_recv 用于从 UART 接收寄存器中获取数据。轮询 LSR 寄存器中的 Data ready 位，直到其值为 1 时，返回 AUX_MU_IO_REG 寄存器的值。
无
UART 接收寄存器的值。
uart_recv 函数目前只用于 DEBUG 用途。
uart_send 用于通过 UART 发送数据。轮询 LSR 寄存器中的 Transmitter empty 位，直到其值为 1 时，将需要发送的数据写入 AUX_MU_IO_REG 寄存器。
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unsigned int c需要发送的 unsigned int 值。
无
无