初识imx6ull的pinctrl子系统
本篇文章是根据Linux-4.9.88内核进行分析的(imx6ull)。
使用过pinctrl的同学们都知道pinctrl系统分成了两个部分：
- pinctrl的驱动程序，也就是用来分析内核的设备树，并将设备树转换为一系列数据结构。
- client程序，是用户编写，使用内核设备树所提供的资源。
所以，这篇文章首先会先介绍描述pinctrl涉及的一些数据结构、pinctrl如何将设备树与数据结构挂钩、client程序如何使用内核提供的设备树资源。
首先要明确的是，pinctrl的三大作用：
- 引脚的枚举与命名
- 引脚复用
- 引脚配置
一、pinctrl系统涉及到的数据结构
1、pinctrl_dev
使用pinctrl_dev结构体来描述一个pincontroller，其中包含了重要的结构体pinctrl_desc，这个结构体是重点。
而在内核中，我们无需再去构造一个pinctrl_dev结构体，而是构造pinctrl_desc结构体，之后使用内核提供的函数pinctrl_register，便可以获得一个pinctrl_dev结构。
struct pinctrl_dev *pinctrl_register(struct pinctrl_desc *pctldesc, struct device *dev, void *driver_data);2、pinctrl_desc
这个函数中有三个重要结构体
- pinctrl_ops：用来操作引脚。取出某组的引脚、处理设备树中的某个节点。
- pinmux_ops：用来负责引脚的复用。
- pinconf_ops：用来负责引脚的配置。
- pinctrl_pin_desc：用来描述其中的一个引脚。
3、dev_pin_info
站在client的角度，我们知道，用户提供的设备树最终会被转换为一个platform_device或者是一个固定的结构设备，如i2c_client。
也就是说，描述设备的结构体，总会存在一个struct device结构，其中包含有struct dev_pin_info结构，来表述设备树。
这个结构主要是站在用户的角度，因为在用户编写的设备树中，会描述几个状态，来对应不同的引脚配置，比如：
4、client设备树数据结构的关系
假设芯片上有多个pin controller，那么这个设备使用哪个pin controller？
这需要通过设备树来确定：
-
分析设备树，找到pin controller
-
对于每个状态，比如default、init，去分析pin controller中的设备树节点
-
使用pin controller的pinctrl_ops.dt_node_to_map来处理设备树的pinctrl节点信息，得到一系列的pinctrl_map
-
这些pinctrl_map放在pinctrl.dt_maps链表中
-
每个pinctrl_map都被转换为pinctrl_setting，放在对应的pinctrl_state.settings链表中
-
设备引用pin controller中的某个节点时，这个节点会被转换为一些列的pinctrl_map：
-
转换为多少个pinctrl_map，完全由具体的驱动决定
-
每个pinctrl_map，又被转换为一个pinctrl_setting
-
举例，设备节点里有：
pinctrl-0 = <&state_0_node_a>-
pinctrl-0对应一个状态，会得到一个pinctrl_state
-
state_0_node_a节点被解析为一系列的pinctrl_map
-
这一系列的pinctrl_map被转换为一系列的pinctrl_setting
-
这些pinctrl_setting被放入pinctrl_state的settings链表
-
二、pinctrl驱动程序分析
drivers\pinctrl\freescale\pinctrl-imx6ul.c中是我们程序的入口。
可以看出来imx_pinctrl_probe是一个通用的imx系统设备树的probe程序。
下面分析该函数
imx_pinctrl_probe:
根据上述的结构体介绍可以知道，构造了一个pinctrl_desc结构，以及其中的引脚操作函数结构体，最后会调用imx_pinctrl_probe_dt函数，用来解析内核提供的设备树。调用devm_pinctrl_register函数将pinctrl_desc构造pinctrl_dev结构。
imx_pinctrl_probe_dt：
将程序与设备树结合来看，其中
- functions指的就是内核树中的"imx6ul-evk"
- 画红色圈圈的是该functions下对应的组信息(后面还有很多...)
- imx_pinctrl_parse_functions函数用来具体分析每个function下的每一个组了
imx_pinctrl_parse_functions：
之后解析设备树中的每一个组
imx_pinctrl_parse_groups：
将每个组中配置信息保存起来，保存在了每一个map中，与上面的结构体对应了起来。
就这样，将内核设备树中信息一个个组的保存起来。
总结一下函数的调用过程：
imx6ul_pinctrl_probe
imx_pinctrl_probe
imx_pinctrl_desc->name = dev_name(&pdev->dev);
imx_pinctrl_desc->pins = info->pins;
imx_pinctrl_desc->npins = info->npins;
imx_pinctrl_desc->pctlops = &imx_pctrl_ops;
imx_pinctrl_desc->pmxops = &imx_pmx_ops;
imx_pinctrl_desc->confops = &imx_pinconf_ops;
imx_pinctrl_desc->owner = THIS_MODULE;
ret = imx_pinctrl_probe_dt(pdev, info);
info->nfunctions = nfuncs;
info->functions = devm_kzalloc...
info->groups = devm_kzalloc...
imx_pinctrl_parse_functions
for_each_child_of_node(np, child)
imx_pinctrl_parse_groups(child, grp, info, i++);
for (i = 0; i < grp->npins; i++) {
if (info->flags & IMX8_USE_SCU)
imx_pinctrl_parse_pin_scu(info, &grp->pin_ids[i],&grp->pins[i], list_p);
else
imx_pinctrl_parse_pin_mem(info, &grp->pin_ids[i],&grp->pins[i], list_p);
}
devm_pinctrl_register三、client用户设备树调用分析
really_probe
pinctrl_bind_pins
dev->pins = devm_kzalloc(dev, sizeof(*(dev->pins)), GFP_KERNEL);
dev->pins->p = devm_pinctrl_get(dev);
pinctrl_get
create_pinctrl(dev);
ret = pinctrl_dt_to_map(p);
dt_to_map_one_config
ret = ops->dt_node_to_map(pctldev, np_config, &map, &num_maps);
for_each_maps(maps_node, i, map) {
ret = add_setting(p, map);
}
dev->pins->default_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p,PINCTRL_STATE_DEFAULT); 注意上面的调用过程，可以看到，
- 首先是解析用户设备树
- 调用内核引脚操作函数dt_node_to_map把每一个node转换为map结构
- 与内核提供的内核设备树资源通过名字进行匹配
- 再将每一个map结构，构造setting结构体。
函数返回至pinctrl_bind_pins后，
调用pinctrl_select_state函数，将引脚配置为default_state或者init_state状态，也即初始状态。
根据是复用引脚还是配置引脚，调用对应的函数
最后就会操作到，内核提供的
各种函数结构，来处理复用或者配置的功能。