I.MX6ULL 的 pinctrl 子系统驱动学习
pinctrl 子系统主要工作内容如下：
①、获取设备树中 pin 信息。
②、根据获取到的 pin 信息来设置 pin 的复用功能
③、根据获取到的 pin 信息来设置 pin 的电气特性，比如上/下拉、速度、驱动能力等。
对于我们使用者来讲，只需要在设备树里面设置好某个 pin 的相关属性即可，其他的初始化工作均由 pinctrl 子系统来完成， pinctrl 子系统源码目录为 drivers/pinctrl。
I.MX6ULL 的 pinctrl 子系统驱动
I.MX6ULL 的 pinctrl 子系统驱动
要使用 pinctrl 子系统，我们需要在设备树里面设置 PIN 的配置信息，毕竟 pinctrl 子系统要根据你提供的信息来配置 PIN 功能，一般会在设备树里面创建一个节点来描述 PIN 的配置信息。打开 imx6ull.dtsi 文件，找到一个叫做 iomuxc 的节点，如下所示：
iomuxc: iomuxc@020e0000 {
compatible = "fsl,imx6ul-iomuxc";
reg = <0x020e0000 0x4000>;
};
接下来打开imx6ull-alientek-emmc.dts，如下内容：
上图就是向 iomuxc 节点追加数据，不同的外设使用的 PIN 不同、其配置也不同，
设备树中添加 pinctrl 节点模板
pinctrl 节点添加过程如下：
1、创建对应的节点
同一个外设的 PIN 都放到一个节点里面，打开 imx6ull-alientek-emmc.dts，在 iomuxc 节点
中的“imx6ul-evk”子节点下添加“pinctrl_test”节点。添加完成以后如下所示：
示例代码 45.1.2.10 test 设备 pinctrl 节点
1 pinctrl_test: testgrp {
2 /* 具体的 PIN 信息 */
3 };
2、添加“fsl,pins”属性
设备树是通过属性来保存信息的，因此我们需要添加一个属性，属性名字一定要为“fsl,pins”，因为对于 I.MX 系列 SOC 而言， pinctrl 驱动程序是通过读取“fsl,pins”属性值来获取 PIN 的配置信息，完成以后如下所示：
示例代码 45.1.2.11 添加"fsl,pins"属性
1 pinctrl_test: testgrp {
2 fsl,pins = <
3 /* 设备所使用的 PIN 配置信息 */
4 >;
5 };
3、在“fsl,pins”属性中添加 PIN 配置信息
最后在“fsl,pins”属性中添加具体的 PIN 配置信息，完成以后如下所示：示例代码 45.1.2.13 完整的 test 设备
pinctrl 子节点
1 pinctrl_test: testgrp {
2 fsl,pins = <
3 MX6UL_PAD_GPIO1_IO00__GPIO1_IO00 config /*config 是具体设置值*/
4 >;
5 };
gpio 子系统
gpio 子系统顾名思义，就是用于初始化 GPIO 并且提供相应的 API 函数，比如设置 GPIO为输入输出，读取 GPIO 的值等。 gpio 子系统的主要目的就是方便驱动开发者使用 gpio，驱动开发者在设备树中添加 gpio 相关信息，然后就可以在驱动程序中使用 gpio 子系统提供的 API函数来操作 GPIO， Linux 内核向驱动开发者屏蔽掉了 GPIO 的设置过程，极大的方便了驱动开发者使用 GPIO。
1、设备树中的 gpio 信息
I.MX6ULL-ALPHA 开发板上的 UART1_RTS_B 做为 SD 卡的检测引脚， UART1_RTS_B 复用为 GPIO1_IO
19，通过读取这个 GPIO 的高低电平就可以知道 SD 卡有没有插入。首先肯定是将 UART1_RTS_B 这个 PIN 复用为 GPIO1_IO19，并且设置电气属性.
UART1_RTS_B 这个 PIN 的 pincrtl 设置如下：
示例代码 45.2.2.1 SD 卡 CD 引脚 PIN 配置参数
316 pinctrl_hog_1: hoggrp-1 {
317 fsl,pins = <
318 MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 0x17059 /* SD1 CD */
......
322 >;
323 };
pinctrl 配置好以后就是设置 gpio 了， SD 卡驱动程序通过读取 GPIO1_IO19 的值来判断 SD卡有没有插入，但是 SD 卡驱动程序怎么知道 CD 引脚连接的 GPIO1_IO19 呢？肯定是需要设备树告诉驱动啊！在设备树中 SD 卡节点下添加一个属性来描述 SD 卡的 CD 引脚。SD 卡连接在I.MX6ULL 的 usdhc1 接口上，在 imx6ull-alientek-emmc.dts 中找到名为“usdhc1”的节点，这个节点就是 SD 卡设备节点，如下所示：
&usdhc1 {
pinctrl-names = "default", "state_100mhz", "state_200mhz";
pinctrl-0 = <&pinctrl_usdhc1>;
pinctrl-1 = <&pinctrl_usdhc1_100mhz>;
pinctrl-2 = <&pinctrl_usdhc1_200mhz>;
cd-gpios = <&gpio1 19 GPIO_ACTIVE_LOW>;
keep-power-in-suspend;
enable-sdio-wakeup;
vmmc-supply = <®_sd1_vmmc>;
status = "okay";
no-1-8-v;
};
“&gpio1”表示 CD 引脚所使用的 IO 属于 GPIO1 组，“19”表示 GPIO1 组的第 19 号 IO，通过这两个值 SD 卡驱动程序就知道 CD 引脚使用了 GPIO1_IO19这 GPIO。“GPIO_ACTIVE_LOW”表示低电平有效，如果改为“GPIO_ACTIVE_HIGH”就表示高电平有效。
打开imx6ull.dtsi，找到下述内容：
gpio1: gpio@0209c000 {
compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";
reg = <0x0209c000 0x4000>;
interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};
第 505 行，设置 gpio1 节点的 compatible 属性有两个，分别为“fsl,imx6ul-gpio”和“fsl,imx35-gpio”，在 Linux 内核中搜索这两个字符串就可以找到 I.MX6UL 的 GPIO 驱动程序。
第 506 行， reg 属性设置了 GPIO1 控制器的寄存器基地址为 0X0209C000，大家可以打开《I.MX6ULL 参考手册》找到“Chapter 28:General Purpose Input/Output(GPIO)”章节第 28.5 小节，有如图 45.2.2.1 所示的寄存器地址表：
GPIO1 控制器的基地址就是 0X0209C000。
第 509 行，“gpio-controller”表示 gpio1 节点是个 GPIO 控制器。
第 510 行，“#gpio-cells”属性和“#address-cells”类似， #gpio-cells 应该为 2，表示一共有两个 cell，第一个 cell 为 GPIO 编号，比如“&gpio1 3”就表示 GPIO1_IO03。第二个 cell 表示GPIO 极 性 ， 如 果 为0(GPIO_
ACTIVE_HIGH) 的 话 表 示 高 电 平 有 效 ， 如 果 为1(GPIO_ACTIVE_LOW)的话表示低电平有效。
2、 GPIO 驱动程序简介
gpio1 节点的 compatible 属性描述了兼容性，在 Linux 内核中搜索“fsl,imx6ul-gpio”和“fsl,imx35-gpio”这两个字符串，查找 GPIO 驱动文件。 drivers/gpio/gpio-mxc.c 就是 I.MX6ULL的 GPIO 驱动文件，在此文件中有如下所示 of_device_id 匹配表：
示例代码 45.2.2.3 mxc_gpio_dt_ids 匹配表
152 static const struct of_device_id mxc_gpio_dt_ids[] = {
153 { .compatible = "fsl,imx1-gpio", .data =&mxc_gpio_devtype[IMX1_GPIO], },
154 { .compatible = "fsl,imx21-gpio", .data =&mxc_gpio_devtype[IMX21_GPIO], },
155 { .compatible = "fsl,imx31-gpio", .data =&mxc_gpio_devtype[IMX31_GPIO], },
156 { .compatible = "fsl,imx35-gpio", .data =&mxc_gpio_devtype[IMX35_GPIO], },
157 { /* sentinel */ }
158 };
第 156 行的 compatible 值为“fsl,imx35-gpio”，和 gpio1 的 compatible 属性匹配，因此 gpiomxc.c 就是 I.MX6ULL 的 GPIO 控制器驱动文件。 gpio-mxc.c 所在的目录为 drivers/gpio，打开这个目录可以看到很多芯片的 gpio 驱动文件， “gpiolib”开始的文件是 gpio 驱动的核心文件，如图所示：
来看一下 gpio-mxc.c 这个文件，在 gpio-mxc.c 文件中有如下所示内容：
示例代码 45.2.2.4 mxc_gpio_driver 结构体
496 static struct platform_driver mxc_gpio_driver = {
497 .driver = {
498 .name = "gpio-mxc",
499 .of_match_table = mxc_gpio_dt_ids,
500 },
501 .probe = mxc_gpio_probe,
502 .id_table = mxc_gpio_devtype,
503 };
可以看出 GPIO 驱动也是个平台设备驱动，因此当设备树中的设备节点与驱动的of_device_id 匹配以后 probe 函数就会执行，在这里就是 mxc_gpio_probe 函数，这个函数就是I.MX6ULL 的 GPIO 驱动入口函数。
示例代码 45.2.2.5 mxc_gpio_probe 函数
403 static int mxc_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
404 {
405 struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
406 struct mxc_gpio_port *port;
407 struct resource *iores;
408 int irq_base;
409 int err;
410
411 mxc_gpio_get_hw(pdev);
412
413 port = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*port), GFP_KERNEL);
414 if (!port)
415 return -ENOMEM;
416
417 iores = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
418 port->base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, iores);
419 if (IS_ERR(port->base))
420 return PTR_ERR(port->base);
421
422 port->irq_high = platform_get_irq(pdev, 1);
423 port->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
424 if (port->irq < 0)
425 return port->irq;
426
427 /* disable the interrupt and clear the status */
428 writel(0, port->base + GPIO_IMR);
429 writel(~0, port->base + GPIO_ISR);
430
431 if (mxc_gpio_hwtype == IMX21_GPIO) {
432 /*
433 * Setup one handler for all GPIO interrupts. Actually
434 * setting the handler is needed only once, but doing it for
435 * every port is more robust and easier.
436 */
437 irq_set_chained_handler(port->irq, mx2_gpio_irq_handler);
438 } else {
439 /* setup one handler for each entry */
440 irq_set_chained_handler(port->irq, mx3_gpio_irq_handler);
441 irq_set_handler_data(port->irq, port);
442 if (port->irq_high > 0) {
443 /* setup handler for GPIO 16 to 31 */
444 irq_set_chained_handler(port->irq_high,
445 mx3_gpio_irq_handler);
446 irq_set_handler_data(port->irq_high, port);
447 }
448 }
449
450 err = bgpio_init(&port->bgc, &pdev->dev, 4,
451 port->base + GPIO_PSR,
452 port->base + GPIO_DR, NULL,
453 port->base + GPIO_GDIR, NULL, 0);
454 if (err)
455 goto out_bgio;
456
457 port->bgc.gc.to_irq = mxc_gpio_to_irq;
458 port->bgc.gc.base = (pdev->id < 0) ? of_alias_get_id(np, "gpio")
459 * 32 : pdev->id * 32;
460
461 err = gpiochip_add(&port->bgc.gc);
462 if (err)
463 goto out_bgpio_remove;
464
465 irq_base = irq_alloc_descs(-1, 0, 32, numa_node_id());
466 if (irq_base < 0) {
467 err = irq_base;
468 goto out_gpiochip_remove;
469 }
470
471 port->domain = irq_domain_add_legacy(np, 32, irq_base, 0,
472 &irq_domain_simple_ops, NULL);
473 if (!port->domain) {
474 err = -ENODEV;
475 goto out_irqdesc_free;
476 }
477
478 /* gpio-mxc can be a generic irq chip */
479 mxc_gpio_init_gc(port, irq_base);
480
481 list_add_tail(&port->node, &mxc_gpio_ports);
482
483 return 0;
......
494 }
第 405 行，设备树节点指针。
第 406 行，定义一个结构体指针 port，结构体类型为 mxc_gpio_port。 gpio-mxc.c 的重点工作就是维护 mxc_gpio_port， mxc_gpio_port 就是对 I.MX6ULL GPIO 的抽象。 mxc_gpio_port 结构体定义如下：
示例代码 45.2.2.6 mxc_gpio_port 结构体
61 struct mxc_gpio_port {
62 struct list_head node;
63 void __iomem *base;
64 int irq;
65 int irq_high;
66 struct irq_domain *domain;
67 struct bgpio_chip bgc;
68 u32 both_edges;
69 };
mxc_gpio_port 的 bgc 成员变量很重要，因为稍后的重点就是初始化 bgc。继续回到 mxc_gpio_probe 函数函数，第 411 行调用 mxc_gpio_get_hw 函数获取 gpio 的硬件相关数据，其实就是 gpio 的寄存器组，函数 mxc_gpio_get_hw 里面有如下代码：
示例代码 45.2.2.7 mxc_gpio_get_hw 函数
364 static void mxc_gpio_get_hw(struct platform_device *pdev)
365 {
366 const struct of_device_id *of_id =
367 of_match_device(mxc_gpio_dt_ids, &pdev->dev);
368 enum mxc_gpio_hwtype hwtype;
......
383
384 if (hwtype == IMX35_GPIO)
385 mxc_gpio_hwdata = &imx35_gpio_hwdata;
386 else if (hwtype == IMX31_GPIO)
387 mxc_gpio_hwdata = &imx31_gpio_hwdata;
388 else
389 mxc_gpio_hwdata = &imx1_imx21_gpio_hwdata;
390
391 mxc_gpio_hwtype = hwtype;
392 }
注意第 385 行， mxc_gpio_hwdata 是个全局变量，如果硬件类型是 IMX35_GPIO 的话设置mxc_gpio_hwdat 为 imx35_gpio_hwdata。对于 I.MX6ULL 而言，硬件类型就是 IMX35_GPIO，imx35_gpio_hwdata 是个结构体变量，描述了 GPIO 寄存器组，内容如下：
示例代码 45.2.2.8 imx35_gpio_hwdata 结构体
101 static struct mxc_gpio_hwdata imx35_gpio_hwdata = {
102 .dr_reg = 0x00,
103 .gdir_reg = 0x04,
104 .psr_reg = 0x08,
105 .icr1_reg = 0x0c,
106 .icr2_reg = 0x10,
107 .imr_reg = 0x14,
108 .isr_reg = 0x18,
109 .edge_sel_reg = 0x1c,
110 .low_level = 0x00,
111 .high_level = 0x01,
112 .rise_edge = 0x02,
113 .fall_edge = 0x03,
114 };
大家将 imx35_gpio_hwdata 中的各个成员变量和上面图中的 GPIO 寄存器表对比就会发现，imx35_gpio
_hwdata 结构体就是 GPIO 寄存器组结构。这样我们后面就可以通过mxc_gpio_hwdata 这个全局变量来访问 GPIO 的相应寄存器了。
第 417 行 ， 调 用 函 数platform_get_resource 获取设备树中内存资源信息，也就是 reg 属性值。前面说了 reg 属性指定了 GPIO1 控制器的寄存器基地址为 0X0209C000，在配合前面已经得到的 mxc_gpio_hwdata，
这样 Linux 内核就可以访问 gpio1 的所有寄存器了。
第 422、 423 行，通过 platform_get_irq 函数获取中断号，第 422 行获取高 16 位 GPIO 的中断号，第 423 行获取底 16 位 GPIO 中断号。
第 428、 429 行，操作 GPIO1 的 IMR 和 ISR 这两个寄存器，关闭 GPIO1 所有 IO 中断，并且清除状态寄存器。
第 438~448 行，设置对应 GPIO 的中断服务函数，不管是高 16 位还是低 16 位，中断服务函数都是 mx3_gpio_irq_handler。
第 450~453 行， bgpio_init 函数第一个参数为 bgc，是 bgpio_chip 结构体指针。 bgpio_chip结构体有个 gc 成员变量， gc 是个 gpio_chip 结构体类型的变量。 gpio_chip 结构体是抽象出来的GPIO 控制器， gpio_chip 结构体如下所示(有缩减)：
示例代码 45.2.2.9 gpio_chip 结构体
74 struct gpio_chip {
75 const char *label;
76 struct device *dev;
77 struct module *owner;
78 struct list_head list;
79
80 int (*request)(struct gpio_chip *chip,
81 unsigned offset);
82 void (*free)(struct gpio_chip *chip,
83 unsigned offset);
84 int (*get_direction)(struct gpio_chip *chip,
85 unsigned offset);
86 int (*direction_input)(struct gpio_chip *chip,
87 unsigned offset);
88 int (*direction_output)(struct gpio_chip *chip,
89 unsigned offset, int value);
90 int (*get)(struct gpio_chip *chip,
91 unsigned offset);
92 void (*set)(struct gpio_chip *chip,
93 unsigned offset, int value);
......
145 };
gpio_chip 大量的成员都是函数，这些函数就是 GPIO 操作函数。 bgpio_init 函数主 要 任 务 就 是 初 始 化 bgc->gc 。 bgpio_init 里 面 有 三 个 setup 函 数 ： bgpio_setup_io 、bgpio_setup_accessors 和bgpio_setup
_direction。这三个函数就是初始化 bgc->gc 中的各种有关GPIO 的操作，比如输出，输入等等。第 451~453 行的 GPIO_PSR、 GPIO_DR 和 GPIO_GDIR 都是 I.MX6ULL 的 GPIO 寄存器。这些寄存器地址会赋值给 bgc 参数的 reg_dat、 reg_set、 reg_clr和 reg_dir 这些成员变量。至此， bgc 既有了对 GPIO 的操作函数，又有了 I.MX6ULL 有关 GPIO的寄存器，那么只要得到 bgc 就可以对 I.MX6ULL 的 GPIO 进行操作。继续回到mxc_gpio_probe 函数，第461行调用函数gpiochip_add向Linux内核注册gpio_chip，也就是 port->bgc.gc。注册完成以后我们就可以在驱动中使用 gpiolib 提供的各个 API 函数。
gpio 子系统 API 函数
对于驱动开发人员，设置好设备树以后就可以使用 gpio 子系统提供的 API 函数来操作指定的 GPIO， gpio 子系统向驱动开发人员屏蔽了具体的读写寄存器过程。这就是驱动分层与分离的好处，大家各司其职，做好自己的本职工作即可。 gpio 子系统提供的常用的 API 函数有下面几个：
1、 gpio_request 函数
gpio_request 函数用于申请一个 GPIO 管脚，在使用一个 GPIO 之前一定要使用 gpio_request进行申请，函数原型如下：
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
函数参数和返回值含义如下：
gpio：要申请的 gpio 标号，使用 of_get_named_gpio 函数从设备树获取指定 GPIO 属性信息，此函数会返回这个 GPIO 的标号。
label：给 gpio 设置个名字。
返回值： 0，申请成功；其他值，申请失败。
2、 gpio_free 函数
如果不使用某个 GPIO 了，那么就可以调用 gpio_free 函数进行释放。函数原型如下：
void gpio_free(unsigned gpio)
函数参数和返回值含义如下：
gpio：要释放的 gpio 标号。
返回值： 无。
3、 gpio_direction_input 函数
此函数用于设置某个 GPIO 为输入，函数原型如下所示：
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
函数参数和返回值含义如下：
gpio：要设置为输入的 GPIO 标号。
返回值： 0，设置成功；负值，设置失败。
4、 gpio_direction_output 函数
此函数用于设置某个 GPIO 为输出，并且设置默认输出值，函数原型如下：
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
函数参数和返回值含义如下：
gpio：要设置为输出的 GPIO 标号。
value： GPIO 默认输出值。
返回值： 0，设置成功；负值，设置失败。
5、 gpio_get_value 函数
此函数用于获取某个 GPIO 的值(0 或 1)，此函数是个宏，定义所示：
#define gpio_get_value __gpio_get_value
int __gpio_get_value(unsigned gpio)
函数参数和返回值含义如下：
gpio：要获取的 GPIO 标号。
返回值： 非负值，得到的 GPIO 值；负值，获取失败。
6、 gpio_set_value 函数
此函数用于设置某个 GPIO 的值，此函数是个宏，定义如下
#define gpio_set_value __gpio_set_value
void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)
函数参数和返回值含义如下：
gpio：要设置的 GPIO 标号。
value： 要设置的值。
返回值： 无
设备树中添加 gpio 节点模板
继续完成 45.1.3 中的 test 设备，在 45.1.3 中我们已经讲解了如何创建 test 设备的 pinctrl 节点。本节我们来学习一下如何创建 test 设备的 GPIO 节点。
1、创建 test 设备节点
在根节点“/”下创建 test 设备子节点，如下所示：
示例代码 45.2.4.1 test 设备节点
1 test {
2 /* 节点内容 */
3 };
2、添加 pinctrl 信息
在 45.1.3 中我们创建了 pinctrl_test 节点，此节点描述了 test 设备所使用的 GPIO1_IO00 这个 PIN 的信息，我们要将这节点添加到 test 设备节点中，如下所示：
示例代码 45.2.4.2 向 test 节点添加 pinctrl 信息
1 test {
2 pinctrl-names = "default";
3 pinctrl-0 = <&pinctrl_test>;
4 /* 其他节点内容 */
5 };
第 2 行，添加 pinctrl-names 属性，此属性描述 pinctrl 名字为“default”。
第 3 行，添加 pinctrl-0 节点，此节点引用 45.1.3 中创建的 pinctrl_test 节点，表示 test 设备的所使用的 PIN 信息保存在 pinctrl_test 节点中。
3、添加 GPIO 属性信息
我们最后需要在 test 节点中添加 GPIO 属性信息，表明 test 所使用的 GPIO 是哪个引脚，添
加完成以后如下所示：
示例代码 45.2.4.3 向 test 节点添加 gpio 属性
1 test {
2 pinctrl-names = "default";
3 pinctrl-0 = <&pinctrl_test>;
4 gpio = <&gpio1 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
5 };
与 gpio 相关的 OF 函数
在示例代码 45.2.4.3 中，我们定义了一个名为“gpio”的属性， gpio 属性描述了 test 这个设备所使用的 GPIO。在驱动程序中需要读取 gpio 属性内容， Linux 内核提供了几个与 GPIO 有关的 OF 函数，常用的几个 OF 函数如下所示：
1、 of_gpio_named_count 函数
of_gpio_named_count 函数用于获取设备树某个属性里面定义了几个 GPIO 信息，要注意的
是空的 GPIO 信息也会被统计到，比如：
gpios = <0&gpio1 1 20 &gpio2 3 4>;
上述代码的“gpios”节点一共定义了 4 个 GPIO，但是有 2 个是空的，没有实际的含义。通过of_gpio_named
_count 函数统计出来的 GPIO 数量就是 4 个，此函数原型如下：
int of_gpio_named_count(struct device_node *np, const char *propname)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
propname：要统计的 GPIO 属性。
返回值： 正值，统计到的 GPIO 数量；负值，失败。
2、 of_gpio_count 函数
和 of_gpio_named_count 函数一样，但是不同的地方在于，此函数统计的是“gpios”这个属
性的 GPIO 数量，而 of_gpio_named_count 函数可以统计任意属性的 GPIO 信息，函数原型如下
所示：
int of_gpio_count(struct device_node *np)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
返回值： 正值，统计到的 GPIO 数量；负值，失败。
3、 of_get_named_gpio 函数
此函数获取 GPIO 编号，因为 Linux 内核中关于 GPIO 的 API 函数都要使用 GPIO 编号，
此函数会将设备树中类似<&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW>的属性信息转换为对S应的 GPIO 编
号，此函数在驱动中使用很频繁！函数原型如下：
int of_get_named_gpio(struct device_node *np,
const char *propname,
int index)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
propname：包含要获取 GPIO 信息的属性名。
实验程序编写
1、修改设备树文件
1、添加 pinctrl 节点
I.MX6U-ALPHA 开发板上的 LED 灯使用了 GPIO1_IO03 这个 PIN，打开 imx6ull-alientekemmc.dts，在 iomuxc 节点的 imx6ul-evk 子节点下创建一个名为“pinctrl_led”的子节点，节点内容如下所示：
pinctrl_led: ledgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03 0x10B0 /* LED0 */
>;
};
2、添加 LED 设备节点
在根节点“/”下创建 LED 灯节点，节点名为“gpioled”，节点内容如下：
gpioled {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "atkalpha-gpioled";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;
led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
status = "okay";
};
3、检查 PIN 是否被其他外设使用
①、检查 pinctrl 设置。
②、如果这个 PIN 配置为 GPIO 的话，检查这个 GPIO 有没有被别的外设使用。
设备树编写完成以后使用“ make dtbs”命令重新编译设备树，然后使用新编译出来的imx6ull-alientek-emmc.dtb文件启动 Linux 系统。启动成功以后进入“/proc/device-tree”目录中查看“gpioled”节点是否存在，如果存在的话就说明设备树基本修改成功(具体还要驱动验证)，结果如图所示：
LED驱动程序编写
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define GPIOLED_CNT 1 /* 设备号个数 */
#define GPIOLED_NAME "gpioled" /* 名字 */
#define LEDOFF 0 /* 关灯 */
#define LEDON 1 /* 开灯 */
/* gpioled 设备结构体 */
struct gpioled_dev
{
dev_t devid; /* 设备号 */
struct cdev cdev; /* cdev */
struct class *class; /* 类 */
struct device *device; /* 设备 */
int major; /* 主设备号 */
int minor; /* 次设备号 */
struct device_node *nd; /* 设备节点 */
int led_gpio; /* led 所使用的 GPIO 编号 */
};
struct gpioled_dev gpioled; /* led 设备 */
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &gpioled; /* 设置私有数据 */
return 0;
}
/*
* @description : 从设备读取数据
* @param – filp : 要打开的设备文件(文件描述符)
* @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区
* @param - cnt : 要读取的数据长度
* @param – offt : 相对于文件首地址的偏移
* @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
*/
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
return 0;
}
/*
73 * @description : 向设备写数据
74 * @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符
75 * @param - buf : 要写给设备写入的数据
76 * @param - cnt : 要写入的数据长度
77 * @param – offt : 相对于文件首地址的偏移
78 * @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
79 */
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
int retvalue;
unsigned char databuf[1];
unsigned char ledstat;
struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;
retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
if (retvalue < 0)
{
printk("kernel write failed!\r\n");
return -EFAULT;
}
ledstat = databuf[0]; /* 获取状态值 */
if (ledstat == LEDON)
{
gpio_set_value(dev->led_gpio, 0); /* 打开 LED 灯 */
}
else if (ledstat == LEDOFF)
{
gpio_set_value(dev->led_gpio, 1); /* 关闭 LED 灯 */
}
return 0;
}
/*
104 * @description : 关闭/释放设备
105 * @param – filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)
106 * @return : 0 成功;其他 失败
*/
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
/* 设备操作函数 */
static struct file_operations gpioled_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.read = led_read,
.write = led_write,
.release = led_release,
};
static int __init led_init(void)
{
int ret = 0;
/* 设置 LED 所使用的 GPIO */
/* 1、获取设备节点： gpioled */
gpioled.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");
if (gpioled.nd == NULL)
{
printk("gpioled node cant not found!\r\n");
return -EINVAL;
}
else
{
printk("gpioled node has been found!\r\n");
}
/* 2、 获取设备树中的 gpio 属性，得到 LED 所使用的 LED 编号 */
gpioled.led_gpio = of_get_named_gpio(gpioled.nd, "led-gpio", 0);
if (gpioled.led_gpio < 0)
{
printk("can't get led-gpio");
return -EINVAL;
}
printk("led-gpio num = %d\r\n", gpioled.led_gpio);
ret = gpio_direction_output(gpioled.led_gpio, 1);
if (ret < 0)
{
printk("can't set gpio!\r\n");
}
/*1、创建设备号*/
if (gpioled.major)
{
gpioled.devid = MKDEV(gpioled.major, 0);
register_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);
}
else
{
alloc_chrdev_region(&gpioled.devid, 0, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);
gpioled.major = MAJOR(gpioled.devid);
gpioled.minor = MINOR(gpioled.devid);
}
printk("newcheled major: %d minor: %d", gpioled.major, gpioled.minor);
gpioled.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&gpioled.cdev, &gpioled_fops);
cdev_add(&gpioled.cdev, gpioled.devid, GPIOLED_CNT);
gpioled.class = class_create(THIS_MODULE, GPIOLED_NAME);
if (IS_ERR(gpioled.class))
{
return PTR_ERR(gpioled.class);
}
gpioled.device = device_create(gpioled.class, NULL, gpioled.devid, NULL, GPIOLED_NAME);
if (IS_ERR(gpioled.device))
{
return PTR_ERR(gpioled.device);
}
return 0;
}
static void __exit led_exit(void)
{
/* 注销字符设备驱动 */
cdev_del(&gpioled.cdev); /* 删除 cdev */
unregister_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT);
device_destroy(gpioled.class, gpioled.devid);
class_destroy(gpioled.class);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("wyw");
与前面编写程序没有复杂寄存器映射以及复制啥的。直接用函数去操作这个gpio端口。
主要函数在以下这些：
struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;
if (ledstat == LEDON)
{
gpio_set_value(dev->led_gpio, 0); /* 打开 LED 灯 */
}
else if (ledstat == LEDOFF)
{
gpio_set_value(dev->led_gpio, 1); /* 关闭 LED 灯 */
}
return 0;
gpioled.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");
if (gpioled.nd == NULL)
{
printk("gpioled node cant not found!\r\n");
return -EINVAL;
}
else
{
printk("gpioled node has been found!\r\n");
}
/* 2、 获取设备树中的 gpio 属性，得到 LED 所使用的 LED 编号 */
gpioled.led_gpio = of_get_named_gpio(gpioled.nd, "led-gpio", 0);
if (gpioled.led_gpio < 0)
{
printk("can't get led-gpio");
return -EINVAL;
}
printk("led-gpio num = %d\r\n", gpioled.led_gpio);
ret = gpio_direction_output(gpioled.led_gpio, 1);
if (ret < 0)
{
printk("can't set gpio!\r\n");
}
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