# pinctrl和GPIO子系统

## pinctrl子系统

管理gpio的复用功能

管理gpio的电气特性(上下拉，驱动能力等)

```bash
iomuxc: iomuxc@020e0000 {
	compatible = "fsl,imx6ul-iomuxc";	
…… 
	 pinctrl_led{
			fsl,pins = <
				MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER3__GPIO5_IO03 0x1b0b0
			>;
…… 
};	
```


在`arch/arm/boot/dts/imx6ull-pinfunc-snvs.h` 里面有宏定义定义	                                

```c
#define MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER3__GPIO5_IO03   0x0014     0x0058     0x0000     0x5       0x0

```

后面四个值分别代表的意思如下：

```bash
0x0014：mux_reg 复用寄存器偏移地址  基地址通过父节点iomuxc找到 可以看出MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER3的mux_reg地址就是020e0000+0x0014   查阅手册就可以看出是正确的
0x0058：conf_reg  配置寄存器偏移地址
0x0000：input_reg 输入寄存器偏移地址 (不是每个io都有，这里就没有所以0x0000无效的值)
0x5   ：mux_mode  配置mux_reg寄存器的值，即选择了ALT5 复用为GPIO
0x0   :input_val  配置input_reg的值，这里无效
```

而pinctrl_led里面的0x1b0b0  就是设置conf_reg寄存器的值，用来设置电器属性（上下拉等等）

所以通过 pinctrl_led描述，就可以确定这个IO功能。

根据`iomuxc的属性compatible = "fsl,imx6ul-iomuxc"`可以确定其驱动程序在
`drivers/pinctrl/freescale/pinctrl-imx6ul.c`文件中，这个即是fsl 官方为linux适配的pinctrl子系统的驱动程序

## gpio子系统

在`arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi`文件中定义各gpio控制器的属性

```bash
gpio5: gpio@020ac000 {
    // 可以找到fsl官方为imx适配的linux的gpio子系统的源代码驱动文件 drivers/gpio/gpio-mxc.c
	compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";    
	reg = <0x020ac000 0x4000>;         // GPIO5寄存器的基地址（GPIO5_DR GPIO5_GDIR……）
	interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,      
			     <GIC_SPI 75 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
	gpio-controller;                 // 表示 gpio5节点是个 GPIO控制器。
   /* 有两个cells 第一个是GPIO编号，例如&gpio5 3  
   * 第二个指GPIO的电平，0(GPIO_ACTIVE_HIGH)高电平有效  1(GPIO_ACTIVE_LOW)低电平有效。
   */
	#gpio-cells = <2>;                                 
	interrupt-controller;
	#interrupt-cells = <2>;
};
```

 那么我们在下面需要引用到gpio节点的时候如下

```bash
 leds {
	compatible    = "xym-led";
	pinctrl-names = "default";
	pinctrl-0     = <&pinctrl_led>;
	led0: cpu {
		gpios  = <&gpio5 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;   // 正如这句，说明要用GPIO5_03  默认低电平有效
        status = "okay"; 
	};
};
```

### 有关gpio子系统的API函数接口

```c
//1: 用于申请一个 GPIO管脚，在使用一个GPIO之前一定要申请 label是给GPIO设置个名字  返回0代表成功 
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
    
//2:释放
void gpio_free(unsigned gpio)
    
//3: 设置为输入  返回0代表成功 
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
 
//4: 设置为输出，默认输出值为value  返回0代表成功 c
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

//5: 获取gpio的值，负值失败  
#define gpio_get_value __gpio_get_value                    
int __gpio_get_value(unsigned gpio)

//6: 设置gpio的值， 为value
#define gpio_set_value __gpio_set_value 
void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)     
```

### 与 gpio相关的 OF函数

```c
int of_gpio_named_count(struct device_node *np, const char *propname)
// 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，比如下面的代码会得到的返回值是 4
// gpios = <0 
// 		&gpio1 1 2 
// 		0 
// 		&gpio2 3 4>;
```




```c
int of_gpio_count(struct device_node *np)

// 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，
```

```c
int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index)
// 此函数获取GPIO编号， 
// np：设备节点。
// propname：包含要获 取 GPIO信息的属性名。
// index GPIO索引，因为一个属性里面可能包含多个 GPIO，此参数指定要获取哪个 GPIO的编号，如果只有一个 GPIO信息的话此参数为 0。
// 返回值： 正值，获取到的 GPIO编号；负值，失败。

```



## 代码分析

参见代码【05.led_pinctrl_gpio】工程；

和上章设备树【04.led_driver_device_tree】唯一不同的就是设备树文件和底层驱动文件的修改如下：

1. 设备树修改的地方，不在采用以前的传入寄存器资源，用户自己配了，这里直接传入gpio子系统需要的设备节点信息`led-gpio = <&gpio5 3 GPIO_ACTIVE_LOW>`

   ```c
   /****************************************修改的地方****************************************************/
   /*
   	leds {
   		compatible = "gpio-leds";
   		pinctrl-names = "default";
   		pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;
   
   		led0: cpu {
   			label = "cpu";
   			gpios = <&gpio5 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
   			default-state = "on";
   			linux,default-trigger = "heartbeat";
   		};
   	};
   */
   	xym_led {
   		compatible    = "xym-led";
   		pinctrl-names = "default";
   		pinctrl-0     = <&pinctrl_led>;
   		led-gpio = <&gpio5 3 GPIO_ACTIVE_LOW>; 
   	};
   /****************************************修改的地方****************************************************/
   
   ```

   

2. 底层驱动文件【board_fire_imx6ull_pro.c】:这里直接得到led的管脚号_hw_led_gpio，接着就可以通过`gpio_request`、`gpio_direction_output`等GPIO子系统下的接口来操作GPIO。

   ```c
   void hw_led_init(struct device_node	*nd)
   {
      int ret;
      /* 2、 获取设备树中的gpio属性，得到LED所使用的LED编号 */
   	_hw_led_gpio = of_get_named_gpio(nd, "led-gpio", 0);
   	if(_hw_led_gpio < 0) {
   		printk("can't get led-gpio");
   		return ;
   	}
   	printk("led-gpio num = %d\r\n", _hw_led_gpio);
   
   	gpio_free(_hw_led_gpio);
   	ret = gpio_request(_hw_led_gpio, "led");
   	if(!ret){
          printk("can't req gpio!\r\n");
   	   return;
   
   	}
   
   	/* 3、设置GPIO1_IO03为输出，并且输出高电平，默认关闭LED灯 */
   	ret = gpio_direction_output(_hw_led_gpio, 1);
   	if(ret < 0) {
   		printk("can't set gpio!\r\n");
   	}
    c
     
   }
   ```