pinctrl(1)——pinctrl子系統的使用

時間  2020-06-22
標籤 pinctrl 子系統 使用 简体版
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1、pinctrl子系統設備樹配置html

　　有了pinctrl子系統之後，驅動就能夠操做pinctrl子系統的接口函數完成I/O操做了，而不須要本身去配置了。通常pinctrl子系統驅動是由芯片原廠的BSP工程師實現好的。驅動工程師經過配置設備樹去使用pinctrl子系統。有些I/O口具備不一樣的狀態(state)，好比在正常工做的時候這一組I/O口被配置成uart接口，休眠時配置成GPIO接口且輸出爲高電平。pinctrl子系統的設備樹配置也是遵照service和client結構。node

舉個例子：這裏的device節點成爲pinctrl子系統中的一個client設備，由於其使用了pinctrl子系統裏面提供出來的接口。pinctrl就是pincontroller的縮寫。ios

//client節點
device {
    pinctrl-names = "default", "sleep"; //使用pinctrl-names來表示設備的狀態(state),這裏有2個，分別爲默認狀態和休眠狀態。
    pinctrl-0 = <&state_0_node_a>; //第0個狀態對應於"default"狀態，對應的引腳在pinctrl-0裏面定義。
    pinctrl-0 = <&state_1_node_a>; //第1個狀態對應於"sleep"狀態，對應的引腳在pinctrl-1裏面定義。
};

//service節點
pincontroller {
    state_0_node_a {
        function = "uart0";
        groups = "u0rxtx", "u0rtscts";
    };
    state_1_node_a {
        function = "gpio";
        groups = "u0rxtx", "u0rtscts";
    };
};

　　上面的是對一組引腳的複用，在不一樣狀態下複用爲uart引腳或gpio引腳，稱爲「Generic pin multiplexing node」(複用節點)。還有一種配置叫作「Generic pin configuration node」(配置節點)是對引腳功能的配置，不一樣的狀態(default、idle、sleep...)配置成不一樣的功能。git

一個配置節點的例子以下：github

//client節點
device {
    pinctrl-names = "default", "sleep"; //使用pinctrl-names來表示設備的狀態(state),這裏有2個，分別爲默認狀態和休眠狀態。
    pinctrl-0 = <&state_0_node_a>; //第0個狀態對應於"default"狀態，對應的引腳在pinctrl-0裏面定義。
    pinctrl-0 = <&state_1_node_a>; //第1個狀態對應於"sleep"狀態，對應的引腳在pinctrl-1裏面定義。
};

//service節點，controller來提供服務
pincontroller {
    state_0_node_a { //複用節點
        function = "uart0";
        groups = "u0rxtx", "u0rtscts";
    };
    state_1_node_a { //配置節點
        groups = "u0rxtx", "u0rtscts";
        output-high; //輸出高電平
    };
};

　　不管是複用節點仍是配置節點，都是來操做這些引腳。對於一個client它能夠指定多個狀態(state)，在每個狀態下均可以指定對應的子節點來描述它的狀態。子節點在controller服務側實現，子節點能夠是一個複用節點(把對應的引腳複用成某個功能)也能夠是一個配置節點(把對應的引腳配置成某個狀態)。函數

　　對於client節點，其設備樹書寫格式基本上是一致的，統一的。可是對於服務側的controller節點的寫法就五法八門了，有些根本就沒有function和group，能夠說的上是毫無格式。spa

舉幾個實際使用的例子：code

1.imx6ull的htm

//client端：
@uart1 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart1>;
    status = "okay";
};

//pincontroller服務端
pinctrl_uart1: uartlgrp {
    fsl.pins = <MX6UL_PAD_UART1_TX_DATA__UART1_DCE_TX, //名字爲UART1_TX的引腳被複用爲UART1_DCE_TX功能。
        MX6UL_PAD_UART1_RX_DATA__UART1_DCE_RX>; //這裏寫的是兩個宏，因此沒有加"&"
};

2.rk3288平臺的blog

//client端
@uart0 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&uart0_xfer &uart0_cts &uart0_rts>; //它使用三個節點來表示三組引腳。
    status = "okay";
};

//pincontroller服務端
gpio4_uart0 {
    uart0_xfer: uart0-xfer {
        rockchip,pins = <UART0BT_SIN>, <UART0BT_SOUT>; //使用rockchip,pins來指定使用哪些引腳，就等效於groups
        rockchip,pull = <VALUE_PULL_DISABLE>; //這兩個字段來配置這些引腳的參數
        rockchip,drive = <VALUE_DRV_DEFAULT>;
    };
    uart0_cts: uart0-cts {
        rockchip,pins = <UART0BT_CTSN>; //這裏寫的是兩個宏，因此沒有加"&"，這裏實際上是指定了兩個引腳。
        rockchip,pull = <VALUE_PULL_DISABLE>;
        rockchip,drive = <VALUE_DRV_DEFAULT>;
    };
    uart0_rts: uart0-rts {
        rockchip,pins = <UART0BT_RTSN>;
        rockchip,pull = <VALUE_PULL_DISABLE>;
        rockchip,drive = <VALUE_DRV_DEFAULT>;
    };
    uart0_rts_gpio: uart0-rts-gpio {
        rockchip,pins = <FUNC_TO_GPIO(UART0BT_RTSN)>;
        rockchip,drive = <VALUE_DRV_DEFAULT>;
    };
};

雖然pincontroller服務端沒有統一的格式，可是其裏面的概念仍是同樣的，使用到哪些引腳，這些引腳會被歸爲一組一組，這些引腳會被複用爲某一個功能。

3. 一個設備使用多個gpio時的設備樹的設置方法

pcie0: qcom,pcie@xxx {
    compatible = "qcom,pci-msm";
    pinctrl-names = "default", "sleep";
    pinctrl-0 = <&pcie0_clkreq_default &pcie0_perst_default &pcie0_wake_default>; //gpio80 gpio79 gpio81
    pinctrl-1 = <&pcie0_clkreq_sleep &pcie0_perst_default &pcie0_wake_default>; //gpio80 gpio79 gpio81
}

4. 另外還有一種狀況，對於一組gpio，在不一樣state下pin_func定義不一樣的狀況，如wifi，在active狀態設置爲wifi功能，在suspend狀態下設置爲普通gpio。

pinctrl@fd511000{
    ...
    pmx-wcnss-5wire-active{
    qcom,pins= <&gp 40>, <&gp 41>, <&gp 42>, <&gp43>, <&gp44>;
    qcom,pin-func= <1>;
    qcom,num-grp-pins= <5>;
    label= "wcnss-5wire-active"; //使用label去指定function
        wcnss-5wire-active:wcnss-active {
            drive-strength= <6>; / * 6MA */
            bias-pull-up;
        };
    };

    pmx-wcnss-5wire-suspend{
        qcom,pins= <&gp 40>, <&gp 41>, <&gp 42>, <&gp43>, <&gp44>;
        qcom,pin-func= <0>;
        qcom,num-grp-pins= <5>;
        label= "wcnss-5wire-suspend"; //使用label去指定function
            wcnss-5wire-sleep:wcnss-sleep {
                drive-strength= <6>; / * 6MA */
                bias-pull-down;
            };
    };
};

 

2、驅動中怎樣使用pinctrl子系統

　　對於驅動代碼中怎樣使用pinctrl子系統，這對驅動工程師來講是透明的，咱們驅動中基本不用管，當設備切換狀態時(對應設備樹中pinctrl-names的狀態)，對應的pinctrl就會被調用。

1. 在驅動probe以前就先獲取了pinctl的各類state

__device_attach
    bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, &data, __device_attach_driver);
        __device_attach_driver 
            driver_match_device(drv, dev); //只有驅動和設備樹節點匹配上了纔會繼續往下走
            driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
                really_probe
                    pinctrl_bind_pins //執行到這裏了，必定是驅動和設備匹配上後的。                
                        drv->probe(dev)//而後再probe咱們的驅動
int pinctrl_bind_pins(struct device *dev)
{
    /*1.先get*/
    dev->pins->p = devm_pinctrl_get(dev);

    /*2.獲取各類state下的pin*/
    dev->pins->default_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_DEFAULT); /*default的必需要有，不然直接退出*/
    dev->pins->init_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_INIT);
    /*3.選中一個state進行設置*/
    if (IS_ERR(dev->pins->init_state)) {
        /*這裏對clent的gpio設備樹節點進行解析，並對硬件進行了設置*/
        ret = pinctrl_select_state(dev->pins->p, dev->pins->default_state); /*若是有init state，就設置爲init state，不然設置爲default state, Qcom沒有定義sleep state*/
    } else {
        ret = pinctrl_select_state(dev->pins->p, dev->pins->init_state);
    }

#ifdef CONFIG_PM //R上也定義了這個值
    dev->pins->sleep_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_SLEEP);
    dev->pins->idle_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p, PINCTRL_STATE_IDLE);
#endif

    return 0;
}

2. 如果非要本身調用，也有函數

struct pinctrl * __must_check devm_pinctrl_get_select_default(struct device *dev) //獲取"default"狀態的pinctrl配置
struct pinctrl * __must_check devm_pinctrl_get_select(struct device *dev, const char *name); //獲取name指定的pinctrl配置
void devm_pinctrl_put(struct pinctrl *p); //釋放pinctrl配置資源，一般不須要咱們調用。

3. pinctrl使用步驟

/*1.驅動獲取對應的pinctrl節點*/
struct pinctrl *devm_pinctrl_get(struct device *dev)

devm_pinctrl_get
    pinctrl_get(dev); 
        find_pinctrl(dev);//從pinctrl_list中找到屬於此dev的struct pinctrl
        create_pinctrl(dev, NULL);
            pinctrl_dt_to_map(p, pctldev); //解析設備端(client)設備樹種的配置，，
                of_find_node_by_phandle(phandle); //經過phandle找到config節點
                dt_to_map_one_config(p, pctldev, statename, np_config); //解析設備樹的config節點

/*2.獲取各類state的gpio配置*/
struct pinctrl_state *pinctrl_lookup_state(struct pinctrl *p, const char *name) //name = "xxx_active"/"xxx_sleep"/"xxx_default"

struct pinctrl_state *pinctrl_lookup_state(struct pinctrl *p, const char *name)
    find_state(p, name); //經過名字返回對應的pinctrl_state

/*3.將上面獲取的指定state狀態設置到硬件中*/
int pinctrl_select_state(struct pinctrl *p, struct pinctrl_state *state)

int pinctrl_select_state(struct pinctrl *p, struct pinctrl_state *state)
    pinctrl_commit_state(p, state);
        pinmux_disable_setting(setting);
        p->state = NULL; //轉換過程當中設置爲null
        pinmux_enable_setting(setting); //對於每個setting都調用這個函數
            struct pinctrl_ops *pctlops = pctldev->desc->pctlops;
            pctlops->get_group_pins(pctldev, setting->data.mux.group, &pins, &num_pins); /*獲取對應的pin和pin的數量，每個pin都是對一個gpio引腳的寄存器描述*/
            pin_request(pctldev, pins[i], setting->dev_name, NULL); //對每個引腳進行獲取
            ops->set_mux(pctldev, setting->data.mux.func, setting->data.mux.group); //這裏進行pinmux的設置

 

3、對pmic的gpio的獲取和使用

上面描述的都是對Soc的gpio的配置，pmic的gpio的配置和使用和以前對gpio的使用方法基本一致。

1. 相關函數：

int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index)
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
int gpio_get_value(unsigned int gpio)
void gpio_set_value(unsigned int gpio, int value)

2. 舉例

設備樹節點中gpio配置

qcom,otg_en-gpio = <&pm8150l_gpios 10 0x00>;

驅動中gpio獲取：

of_get_named_gpio(node, "qcom,otg_en-gpio", 0);
//或
gpio_request(en_gpio, "qcom,otg_en-gpio");

 

4、總結

1. pinctrl節點，也便是service的節點的驅動中是沒有解析設備樹的，在設備驅動，也即client的驅動中設置的時候纔會去解析設備樹，進行實際的硬件配置。如果只是service中配置了，可是沒有client使用，沒有什麼影響。

2. 通常是驅動自身，在suspend回調中設置爲sleep state，resume時設置爲avtive state。平臺設備驅動在probe()時會自動設置爲default state，其它驅動在probe()內能夠進行設置。

 

 

 

 

參考：

pinctrl基礎簡介：http://www.voidcn.com/article/p-vowhhncl-xp.html

gpio pinctrl的使用demo：https://dongka.github.io/2018/02/25/pinctrl/sunxi_pinctrl/

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