【i.MX6ULL】驅(qū)動(dòng)開發(fā)6——Pinctrl子系統(tǒng)與GPIO子系統(tǒng)點(diǎn)亮LED
使用直接操作寄存器的方式，是將與LED有關(guān)的寄存器信息，直接寫到了LED的驅(qū)動(dòng)代碼中，這也是一種比較常規(guī)的控制方式。但當(dāng)芯片的寄存器發(fā)了變動(dòng)，就要對(duì)底層的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行重寫。
使用設(shè)備樹
本篇介紹的Pinctrl子系統(tǒng)與GPIO子系統(tǒng)的方式，不需要再直接操作寄存器了，因?yàn)檫@兩個(gè)子系統(tǒng)已經(jīng)替我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)寄存器的操作，我們只需要操作這兩個(gè)子系統(tǒng)提供的API函數(shù)即可。
1 Pinctrl子系統(tǒng)
Pintrl子系統(tǒng)，顧名思義，就是管理pin引腳的一個(gè)系統(tǒng)，比如要點(diǎn)亮LED，即要控制LED對(duì)應(yīng)引腳的高低電平，就要先通過Pintrl子系統(tǒng)將LED對(duì)應(yīng)的引腳復(fù)用為GPIO功能（這一點(diǎn)是不是和之前寄存器配置時(shí)使用的MUX寄存器的功能有點(diǎn)像）。
1.1 設(shè)備樹中iomuxc節(jié)點(diǎn)
如何使用Pintrl子系統(tǒng)呢？其實(shí)它也是要依賴設(shè)備樹的，先來了解一下設(shè)備樹里的iomuxc節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)是IOMUXC外設(shè)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)IO功能的復(fù)用。
打開自己開發(fā)板對(duì)應(yīng)的設(shè)備樹文件（我的是imx6ull-myboard.dts），然后找到iomuxc節(jié)點(diǎn)，先來看一下其基本結(jié)構(gòu)：
這里以pinctrl_hog_1插拔子節(jié)點(diǎn)為例進(jìn)行分析，它是和熱插拔有關(guān)的Pin集合，比如USB OTG的ID引腳，pinctrl_csi1子節(jié)點(diǎn)是csi外設(shè)所使用的PIN，本篇需要控制LED的亮滅，就需要新建一個(gè)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，然后將這個(gè)自定義外設(shè)的所有Pin配置信息都放到這個(gè)子節(jié)點(diǎn)中。
1.2 宏定義的含義解析
對(duì)于pinctrl_hog_1這個(gè)字節(jié)點(diǎn)，注意其中的：
這就是對(duì)Pin引腳的配置，配置包括兩方面：一是設(shè)置Pin的復(fù)用功能，二是設(shè)置Pin的電氣特性。
前面的MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19這個(gè)宏定義， 定義在arch/arm/boot/dts/imx6ul-pinfunc.h中（注意imx6ull.dtsi會(huì)引用imx6ull-pinfunc.h，而imx6ull-pinfunc.h又會(huì)引用imx6ul-pinfunc.h）
這里一共有8 個(gè)以MX6UL_PAD_UART1_RTS_B開頭的宏定義，分別代表這個(gè)IO的8種不同的功能。
另外，這個(gè)宏定義的值，被分為了5段，每段的值都有具體的含義：
0x0090 mux_reg寄存器偏移地址
0x031C conf_reg寄存器偏移地址
0x0000 input_reg寄存器偏移地址(這里無效)
0x5 mux_reg寄存器的值
0x0 input_reg寄存器值(這里無效)
2 GPIO子系統(tǒng)
GPIO子系統(tǒng)，顧名思義，就是管理GPIO功能的一個(gè)系統(tǒng)，其作用是初始化配置GPIO（這一點(diǎn)是不是和之前寄存器配置時(shí)使用的PAD寄存器的功能有點(diǎn)像），并提供對(duì)外的API接口。使用GPIO子系統(tǒng)后，就不需要自己操作寄存器，通過調(diào)用GPIO子系統(tǒng)提供的API函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIO的控制。
2.1 設(shè)備樹中g(shù)pio信息
仍以熱插拔節(jié)點(diǎn)為例：
UART1_RTS_B復(fù)用為GPIO1_IO19，通過讀取其高低電平來判斷SD卡有沒有插入。
那SD卡驅(qū)動(dòng)程序怎么知道CD引腳連接的GPIO1_IO19呢？還是需要設(shè)備樹告訴驅(qū)動(dòng)，在設(shè)備樹中SD卡節(jié)點(diǎn)下添加一個(gè)屬性來描述SD卡的 CD 引腳就行了：
屬cd-gpios描述了SD卡的CD引腳使用的哪個(gè)IO，屬性值一共有三個(gè)：
&gpio1 表示CD引腳所使用的IO屬于GPIO1組
19 表示GPIO1組的第19號(hào)IO
GPIO_ACTIVE_LOW 表示低電平有效
根據(jù)上面這些信息，SD卡驅(qū)動(dòng)程序就可以使用GPIO1_IO19來檢測(cè)SD卡的CD信號(hào)了
2.2 gpio子系統(tǒng)API函數(shù)
2.2.1 gpio_request/free
gpio_request
用于申請(qǐng)一個(gè)GPIO管腳
gpio_free
用于釋放一個(gè)GPIO管腳
2.2.2 gpio_direction_input/output
gpio_direction_input
用于設(shè)置某個(gè)GPIO為輸入
gpio_direction_output
此函數(shù)用于設(shè)置某個(gè)GPIO為輸出，并且設(shè)置默認(rèn)輸出值
2.2.3 gpio_get_value/set_value
gpio_get_value
此函數(shù)用于獲取某個(gè)GPIO的值(0 或 1)
gpio_set_value
用于設(shè)置某個(gè)GPIO的值
2.3 與gpio相關(guān)的OF函數(shù)
2.3.1 of_gpio_named_count
用于獲取設(shè)備樹某個(gè)屬性里面定義了幾個(gè)GPIO信息
2.3.2 of_gpio_count
統(tǒng)計(jì)“gpios”這個(gè)屬性的gpio數(shù)量
2.3.3 of_get_named_gpio
獲取GPIO編號(hào)
3 Pinctr版LED驅(qū)動(dòng)程序
上面介紹了Pinctrl子系統(tǒng)與GPIO子系統(tǒng)的基本情況，下面就來使用它們來實(shí)現(xiàn)LED的亮滅控制。
3.1 修改設(shè)備樹文件
修改imx6ull-myboard.dts，在iomuxc節(jié)點(diǎn)的imx6ull-evk字節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建一個(gè)名為pinctrl_led的子節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)容如下：
MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER3__GPIO5_IO03 表示將該io復(fù)用為GPIO
0x10b0 表示對(duì)PAD寄存器的配置值，具體含義為如下，之前的文章()介紹過。
在根節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建名為gpioled的LED節(jié)點(diǎn)，內(nèi)容如下：
pinctrl-0 設(shè)置 LED所使用的PIN對(duì)應(yīng)的pinctrl節(jié)點(diǎn)
led-gpio 指定了LED所使用的GPIO，這里是GPIO5的IO03，低電平有效
3.2 檢查引腳是否使用沖突
因?yàn)槲业拈_發(fā)板使用的設(shè)備樹文件(imx6ull-myboard.dts)是從NXP官方提供的設(shè)備樹文件(imx6ull-14x14-evk.dts)上修改而來的，可能某些引腳的配置與自己的開發(fā)板不一樣，需要檢查一下是否有使用沖突。
本次添加的這個(gè)MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER3__GPIO5_IO03與文件中的其它引腳沒有出現(xiàn)沖突，因此無需修改。
3.3 修改LED驅(qū)動(dòng)文件
在上一篇的設(shè)備樹版的驅(qū)動(dòng)文件上進(jìn)行修改，主要修改內(nèi)容如下。
頭文件需要添加一個(gè)：
設(shè)備結(jié)構(gòu)體改為gpio_led:
硬件初始化部分是主要修改的內(nèi)容，這次就不需要從設(shè)備樹讀取寄存器操作了，也不需要自己再進(jìn)行I/O內(nèi)存映射了，而實(shí)使用gpio子系統(tǒng)的API函數(shù)來對(duì)LED的GPIO進(jìn)行配置：
開關(guān)LED時(shí)，也不需要再直接操作寄存器了，也是使用API函數(shù)來操作：
4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
4.1 編譯程序
編譯設(shè)備樹文件（.dtb），和上篇設(shè)備樹點(diǎn)亮LED的實(shí)驗(yàn)一樣，先將設(shè)備樹文件復(fù)制到nfs文件系統(tǒng)位置，再從網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)開發(fā)板，串口中查看設(shè)備樹中是否有添加的gpioled節(jié)點(diǎn)：
編譯LED驅(qū)動(dòng)文件（.ko），復(fù)制到rootfs/lib/modules/4.1.15目錄中：
LED應(yīng)用程序不需要改，仍使用之前寄存器版點(diǎn)亮LED實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的程序即可。
4.2 測(cè)試
測(cè)試方式與之前的一樣，都是先加載驅(qū)動(dòng)文件，然后調(diào)用應(yīng)用程序來控制LED的亮滅：
效果和之前的寄存器版點(diǎn)亮LED與設(shè)備樹版點(diǎn)亮LED的效果一樣
5 總結(jié)
本篇介紹了使用Pinctrl子系統(tǒng)與GPIO子系統(tǒng)的方式來點(diǎn)亮LED，與之前的寄存器版點(diǎn)亮LED與設(shè)備樹版點(diǎn)亮LED的最大區(qū)別在于不需要直接操作寄存器了，而是使用API函數(shù)來配置GPIO，具體操作寄存器在過程在API函數(shù)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，我們無需在進(jìn)行繁瑣的寄存器操作。
本篇與上一篇的設(shè)備樹版點(diǎn)亮LED的程序編寫流程基本一致，因?yàn)槎际且褂?span id="s0sssss00s" class="md-pair-s " style="">設(shè)備樹，與上一篇的主要區(qū)別就在于，不需要將寄存器信息寫入設(shè)備樹，再從設(shè)備樹獲取出來手動(dòng)配置寄存器了。
