使用Pinctrl 和 Gpio 子系统 配置引脚

1. 关于Pinctrl 和 GPIO 子系统

1.1 Pinctrl 子系统

Pinctrl 子系统 主要负责处理SOC(System on chip )的引脚控制，现代MCU中很多引脚
都是多功能的，可以配置成不同的角色（GPIO,I2C,SPI,UART,PWM等）
Pinctrl 子系统就是用来管理这些引脚设置的

主要功能

• 多功能引脚配置 ： 选择引脚的功能（比如 GPIO I2C )
• 电气属性配置： 设置引脚的电气属性， 上拉/下拉 ，驱动强度等
• 组管理： 一些操作可能会设计一组引脚，”Pinctrl 可以将引脚作为一个组进行管理“

1.2 Gpio 子系统

GPIO(General Purpose Input/Output) 子系统用来管理GPIO引脚的。 GPIO引脚在硬件上是一组非常灵活的资源，可以被配置成输入或输出，用高低电平信号来读取或者发送

主要功能

• 设置方向： 配置GPIO是作为输入还是输出
• 读写操作：从CPIO读取数据 或者向GPIO引脚写入数据
• 中断管理：GPIO 引脚可以配置为在电平变化时产生中断

1.3 相互关系

总的来说 Pinctrl 子系统负责更高级别的，多功能的引脚配置工作，而GPIO 子系统则专注于具体的GPIO 的引脚的读写操作和中断管理，这两个系统共同协作

2.代码

代码参考正点原子教程代码

#include 
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#include 
#include 
#include 
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#include 
#include 
#include 
#include 
#include
#include
#include 
#include 
#include 





#define GPIO_LED_CNT   1          /*设备个数*/
#define GPIO_LED_NAME  "gpioled"  /*名字*/
#define LEDON   0 
#define LEDOFF  1 


// 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 ;    /*gpioled 设备*/

/*
* @description:打开设备
* @param-inode:传递给驱动的inode
* @param-filp :设备文件，file结构体有个叫private_data的成员变量 
                   一般在open的时候将private_data指向设备结构体
* @return     :0 成功;其他 失败
*/
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 : 要打开的设备驱动文件
* @param-buf  : 返回给用户空间的数据缓冲区
* @param-count: 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 count
                            , loff_t *offt)
{
    return 0 ; 
}
/*
* @description: 向设备写数据
* @param-filp :设备驱动文件，表示打开的文件描述符
* @param-buf  :要写入的数据
* @param-count:要写入的数据长度
* @param-offt :相对于文件首地址的偏移
* @return     :写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
*/

static ssize_t  led_write(struct file *filp , char __user *buf , size_t count
                            , loff_t *offt)
{   
    int value  ;
    unsigned char databuf[1] ; 
    unsigned      led_state ; 

    struct gpioled_dev *dev =  filp->private_data ; 
    /*获取设备结构体指针*/

    value = copy_from_user(databuf,buf,count) ; 
    if(value < 0 )
    {
        printk("kernel write failed! \r\n") ; 
        return -EFAULT ; 
    }

    led_state = databuf[0] ; /*获取状态值*/

    if(led_state == LEDON)
    {
        gpio_set_value(dev->led_gpio , 0); 
        /*打开led*/
    }
    elseif(led_state == LEDOFF)
    {
        gpio_set_value(dev->led_gpio , 1); 
        /*关闭led*/
    }
    return 0 ; 
}
/*
* @description: 关闭释放文件
* @param-inode:传递给驱动的inode
* @param-filp :设备驱动文件，表示打开的文件描述符
* @return     :0 成功 负数表示失败
*/
static int led_release(struct inode *inode , struct file *filp)
{
    return 0 ; 
}

/*设备操作结构体*/
struct file_operations dts_led_fops = {
    .owner      = THIS_MODULE,
    .open       = led_open,
    .write      = led_write,
    .read       = led_read,
    .release    = led_release,
};
/*
* @description  : 模块入口函数
* @param        : none
* @return       : none
*/
static int __init led_init(void)
{
     u32 val = 0 ; 

    /*设置LED 所使用 的GPIO*/
    /*1.获得设备节点*/
    gpioled.nd = of_find_node_by_path("/gpioled") ; 
    if(gpioled.nd =MULL)
    {
        printk("gpioled node can't found! \r\n") ; 
        return -EINVAL ; 
    } else {
        printk("gpioled node has been fpund !\r\n") ;
    }

    /*2.获得设备树中的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 the led-gpio") ; 
        return -EINVAL ; 
    }      
    printk("led-gpio num = %d \r\n" ,gpioled.led_gpio ) ; 

    /*3.设置GPIO1_IO03为输出，并且输出高电平，默认关闭LED灯*/
    val = gpio_direction_output(gpioled.led_gpio , 1) ;
    if (val < 0 )
    {
        printk("can't set gpio ! \r\n") ;
    }

    /*注册字符设备驱动*/
    /*1.创建设备号*/
    if(gpioled.major) /*如果定义了设备号*/
    {
        gpioled.devid = MKDEV(gpioled.major , 0) ;
        register_chrdev_region(gpioled.devid , 
        GPIO_LED_CNT , GPIO_LED_NAME) ;
    }
    else
    {
        alloc_chrdev_region(&gpioled.devid , 0 , GPIO_LED_CNT
        , GPIO_LED_NAME) ; /*申请设备号*/
        gpioled.major = MAJOR(gpioled.devid) ;/*获得分配号的主设备号*/
        gpioled.minor = MINOR(gpioled.devid) ;/*获得分配号的次设备号*/
    }
    printk("gpioled major = %d , minor = %d \r\n",gpioled.major
    ,  gpioled.minor) ; 

    /*2.初始化cdev*/
    gpioled.cdev.owner = THIS_MODULE ;
    cdev_init(&gpioled.cdev ,  gpioled.devid , GPIO_LED_CNT) ; 
    /*3.添加一个cdev*/
    cdev_add(gpioled.cdev , gpioled.devid , GPIO_LED_CNT) ;

    /*4.创建类*/
    gpioled.class = class_create(THIS_MODULE , GPIO_LED_NAME) ;
    if(IS_ERR(gpioled.class))
    {
        return PTR_ERR(gpioled.class) ; 
    }

    /*5.创建设备*/
    nwdchrled.device = device_create(gpioled.class ,NULL, 
        gpioled.devid , NULL , GPIO_LED_NAME) ;
    if(IS_ERR(nwdchrled.device))
    {
        return PTR_ERR(gpioled.device) ; 
    }
    return 0 ; 
}

/*
* @description  : 模块卸载函数
* @param-none   : none
* @return       : none
*/
static void __exit led_exit(void)
{
    

    /*删除字符设备*/
    cdev_del(&gpioled.cdev) ;  /*删除cdev*/
    unregister_chrdev_region(gpioled.devid , GPIO_LED_CNT) ;/*注销设备号*/

    device_destroy(gpioled.class , gpioled.devid) ; 
    class_destroy(gpioled.class) ;
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");