【Linux基础系列之】pinctrl系统

本文主要是介绍【Linux基础系列之】pinctrl系统，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

  pinctrl子系统用于控制管脚管理soc的管脚，它通常可以以一组寄存器的形式存在，用于使能独立或成组管脚的复用、设置负载电流、设置驱动能力等；

(一) pinctrl系统概述

（1）基本概念

  管脚定义：管脚（也代指pad、金手指、ball，依据其封装不同）输入/输出线使用无符号整型数表示，范围为0到maxpin。这个数字空间是每个管脚控制器独有的，这样，一个系统中可能有几个此类的数字空间。管脚空间可以是稀疏的，空间中可能存在一些并没有管脚存在间隙。用struct pinctrl_dev实例化一个管脚控制器，同时会注册一个描述符到管脚控制架构，这个描述符包含一组为它控制管脚的管脚描述符（struct pinctrl_desc）.

128 struct pinctrl_desc {
129     const char *name;
130     const struct pinctrl_pin_desc *pins;
131     unsigned int npins;
132     const struct pinctrl_ops *pctlops;
133     const struct pinmux_ops *pmxops;
134     const struct pinconf_ops *confops;
135     struct module *owner;
141 };

  通过struct pin_desc来描述每个物理pin脚：

147 struct pin_desc {
148     struct pinctrl_dev *pctldev;
149     const char *name;
150     bool dynamic_name;
151     /* These fields only added when supporting pinmux drivers */
152 #ifdef CONFIG_PINMUX
153     unsigned mux_usecount;
154     const char *mux_owner;
155     const struct pinctrl_setting_mux *mux_setting;
156     const char *gpio_owner;
157 #endif
158 };

  pin control subsystem的主要功能包括：

（1）管理系统中所有可以控制的pin。在系统初始化的时候，枚举所有可以控制的pin，并标识这些pin。

（2）管理这些pin的复用（Multiplexing）。对于SOC而言，其引脚除了配置成普通GPIO之外，若干个引脚还可以组成一个pin group，形成特定的功能。pin control subsystem要管理所有的pin group。

（3）配置这些pin的特性。例如配置该引脚上的pull-up/down电阻，配置drive strength等

下面依次介绍几个重要元素：

（a）Pin groups

  有时需要将很多pin组合在一起，以实现特定的功能，例如SPI接口、I2C接口等。因此pin controller需要以group为单位，访问、控制多个pin，这就是pin groups， 通过 pinctrl_ops定义的接口来访问操作group pin :

 90 struct pinctrl_ops {91     int (*get_groups_count) (struct pinctrl_dev *pctldev);92     const char *(*get_group_name) (struct pinctrl_dev *pctldev,93                        unsigned selector);94     int (*get_group_pins) (struct pinctrl_dev *pctldev,95                    unsigned selector,96                    const unsigned **pins,97                    unsigned *num_pins);98     void (*pin_dbg_show) (struct pinctrl_dev *pctldev, struct seq_file *s,99               unsigned offset); 
100     int (*dt_node_to_map) (struct pinctrl_dev *pctldev,
101                    struct device_node *np_config,
102                    struct pinctrl_map **map, unsigned *num_maps);
103     void (*dt_free_map) (struct pinctrl_dev *pctldev,
104                  struct pinctrl_map *map, unsigned num_maps);
105 };

get_groups_count()：获取系统中pin groups的个数，后续的操作，将以相应的索引为单位（类似数组的下标，个数为数组的大小）。

get_group_name()：获取指定group（由索引selector指定）的名称。

get_group_pins()：获取指定group的所有pins（由索引selector指定），结果保存在pins（指针数组）和num_pins（指针）中。

（b）Pin configuration

  管脚有时可以被软件配置成多种方式，多数与它们作为输入/输出时的电气特性相关。例如，可以使一个输出管脚处于高阻状态，或是“三态”（意味着它被有效地断开连接）。你可以通过设置一个特定寄存器值将一个输入管脚与VDD或GND相连—上拉/下拉—以便在没有信号驱动管脚或是未连接时管脚上可以有个确定的值。体现在struct pinconf_ops数据结构中:

 41 pinconf_opsstruct pinconf_ops {42 #ifdef CONFIG_GENERIC_PINCONF43     bool is_generic;44 #endif                    45     int (*pin_config_get) ();        48     int (*pin_config_set) ();         52     int (*pin_config_group_get) ();        55     int (*pin_config_group_set) ();         59     int (*pin_config_dbg_parse_modify) ();        62     void (*pin_config_dbg_show) ();              65     void (*pin_config_group_dbg_show) ();            68     void (*pin_config_config_dbg_show) ();         71 };

pin_config_get() : 获取指定pin（管脚的编号，由2.1中pin的注册信息获得）当前配置，保存在config指针中（配置的具体含义，只有pinctrl driver自己知道，下同）。

pin_config_set() : 设置指定pin的配置（可以同时配置多个config，具体意义要由相应pinctrl driver解释）。

pin_config_group_get()、pin_config_group_set() : 获取或者设置指定pin group的配置项。

（c）Pin multiplexing

  PINMUX也称作padmux，ballmux，它是由芯片厂商依据应用，使用一个特定的物理管脚（ball/pad/finger/等等）进行多种扩展复用，以支持不同功能的电气封装的习惯。芯片使用这个方法将不同的功能多路复用到不同管脚的范围。现在的SOC系统会包含几个I2C、SPI、SDIO/MMC等功能块，它们可以通过管脚多路复用设置被路由到不同的管脚。因为GPIO常常不足，通常会将所有当前未被使用的管脚用作GPIO。

  SoC中的很多管脚可以配置为不同的功能,pinctrl subsystem使用struct pinmux_ops来抽象pinmux有关的操作；

 63 struct pinmux_ops {  64     int (*request) ();65     int (*free) ();66     int (*get_functions_count) ();67     const char *(*get_function_name) ();69     int (*get_function_groups) ();73     int (*set_mux) ();75     int (*gpio_request_enable) ();78     void (*gpio_disable_free) ();81     int (*gpio_set_direction) ();85     bool 

这篇关于【Linux基础系列之】pinctrl系统的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

---