【Linux驱动】pinctrl 和 gpio子系统（一）—— pinctrl 节点解析，引入gpio子系统
裸机开发时，如果要点亮一个 LED，我们要做如下内容：
- 初始化时钟
- 设置引脚复用为哪个功能，配置引脚的电气属性
- 设置引脚的 IO 方向、初始值
有了设备树以后，我们可以通过 pinctrl 和 gpio 子系统来配置上述内容。
- pinctrl 子系统：控制引脚的复用、电气属性
- gpio 子系统：控制GPIO初始化（如设置 IO 方向、初始值）
一、pinctrl 配置节点
pinctrl 子系统用于配置复用为不同功能时的电气属性，这就需要找到一个名为 iomuxc 的节点，这个节点会在两个地方出现：一个是通用 dtsi 设备树文件（如 imx6ull.dtsi），一个是板级设备对应的 dts 文件（如imx6ull-alientek-emmc.dts）。
1、iomuxc 通用节点
在 imx6ull.dtsi 中定义了一个 iomuxc 通用节点，该节点包含了 iomuxc 控制器的基地址，一般用于控制引脚复用。但光从这里似乎看不出来，可以复用为哪些外设，不同板级设备的外设不一样，所以外设相关的具体内容不会放在这里。
注意：IOMUXC 除了 iomuxc 外，还包含 iomuxc_snvs、gpr
2、iomuxc 外设节点
具体的外设节点会放到对应板级设备的 .dts 文件中。&iomuxc 会找到通用节点中的 iomuxc，然后实际编译的时候会将两者的内容合并。后续将在这里为不同功能对应的引脚配置电气属性。
二、添加 pinctrl 节点
1、创建节点
首先在板级设备的 dts 文件中找到 &iomuxc，这里板级设备对应的 dts 文件是 imx6ull-alientek-emmc.dts。我们在 imx6ul-evk 下创建一个节点，在其他地方我们将以 " &别名 " 的方式引用节点。
&iomuxc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_1>;
imx6ul-evk {
// "别名:节点名 {}" 的格式目的是为了在其他地方通过别名引用这个节点
// "节点名 {}" 的格式目的仅仅只是为了描述一些信息，无法在其他地方引用
pinctrl_gpiotest: testgrp {
// ...
};
}
}2、添加配置属性
配置属性解析
接下来我们要添加的属性名为 "fsl,pins" 。以 MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 为例，MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 是一个属性名，也是宏定义，定义在 xxx-pinfunc.h 文件中（这里是 imx6ul-pinfunc.h），而 0x17059 是属性值。
- 前半部分 MX6UL_PAD_UART1_RTS_B 是需要配置的寄存器名称
- 后半部分 GPIO1_IO19 是要复用成哪个功能，这里是复用成 GPIO1_IO19 功能来使用。
可以在 imx6ul-pinfunc.h 文件中找到 MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 的宏定义，可以看到宏定义的内容分为了五部分：
#define MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 0x0090 0x031C 0x0000 0x5 0x0| 宏定义各个字段 | 宏定义各个字段的值 | 代表含义 |
| 0x0090 | IOMUXC_SW_MUX_CTL 寄存器的偏移量 | |
| 0x031C | IOMUXC_SW_PAD_CTL 寄存器的偏移量 | |
| 0x0000 | input_reg 寄存器（若无该寄存器，默认为 0x0） | |
| 0x5 | IOMUXC_SW_MUX_CTL 寄存器的值 （即选择复用为哪个功能） |
|
| 0x0 | input_reg 寄存器的值 |
添加复用引脚配置属性
现在我们要复用为 GPIO1_IO03，因此需要在 imx6ul-pinfunc.h 文件中找到与 GPIO1_IO03 结尾的宏定义。赋予的电气属性值为 0x10b0。
&iomuxc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_1>;
imx6ul-evk {
pinctrl_gpiotest: testgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03 0x10b0 /* GPIO1_IO03 */
>;
};
}
}三、设备树引用 pinctrl 节点
1、pinctrl-names、pinctrl-x 解析
要引用 pinctrl 节点主要用到 pinctrl-names 属性和 pinctrl-x 属性。pinctrl-names 代表当前外设状态的名字，pinctrl-0 表示了当前状态下的配置方案。以下面这个为例
- pinctrl-names 代表状态名为 "default"
- pinctrl-0 代表 "default" 状态下对应的配置方案选择 pinctrl_hog_1，pinctrl_hog_1 就是在 iomuxc 下的一个 pinctrl 节点。
当然，一次可以根据状态不同，配置不同的方案，以下面这个为例：
- pinctrl-names 现在有三种状态，分别是 "default"、"state_100mhz"、"state_200mhz"
- pinctrl-0 对应 "default" 状态的配置方案
- pinctrl-1 对应 "state_100mhz" 状态的配置方案
- pinctrl-2 对应 "state_200mhz" 状态的配置方案
2、引用节点
我们在根节点下新增一个 gpio-led 节点，在该节点中引入 pinctrl 节点
gpio-led {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_leds>; // pinctrl_gpio_leds 是 iomuxc下添加的节点别名
status = "okay";
};四、设备树引入 gpio 子系统
上面已经通过 pinctrl 子系统快速配置引脚复用，而gpio 子系统的主要目的是快捷设置 gpio 引脚的初始值（即初始状态为低电平还是高电平）
基本格式为:
属性名 = <&引脚组 引脚编号 初始状态>
假设要将 gpio1 的第 3 号引脚设置为低电平，具体写法为:
led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>- led-gpio：自定义属性名，后续在驱动代码会通过内核提供的 API 来获取到该属性
- gpio1： 引脚所属组，定义在 imx6ull.dtsi 文件中。
- GPIO_ACTIVE_LOW: 引脚状态的宏定义，表示低电平。高电平对应的宏定义为 GPIO_ACTIVE_HIGH
五、代码整合
最终引入 pinctrl 子系统和 gpio 子系统的节点模板为
gpio-led {
pinctrl-names = "default"; // pinctrl 子系统
pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_leds>;
led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>; // gpio 子系统
status = "okay";
};其中 pinctrl_gpio_leds 的定义为:
&iomuxc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_1>;
imx6ul-evk {
pinctrl_gpiotest: testgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03 0x10b0 /* GPIO1_IO03 */
>;
};
}
}