第102章 pinctrl 子系统的引入
Linux中的 pinctrl子系统是管理和配置GPIO引脚的框架，提供标准化方法以适应不同硬件。
它遵循 Linux内核设备模型，分为设备、驱动等部分。
本章节从设备和驱动角度介绍 pinctrl子系统。
102.1 pinctrl 设备树
在设备树中，RK3568的pinctrl配置被详细定义，
主要包括服务端（pinctrl节点及其下的GPIO控制器）和
客户端（在rk3568-pinctrl.dtsi中定义的引脚复用配置）。
服务端配置（rk3568.dtsi）：
在设备树根节点下，定义了pinctrl节点，指定了兼容性和时钟等属性。
包含了五个GPIO控制器（gpio0-gpio4），每个都指定了地址、中断、时钟等配置。
通过 gpio-ranges属性将GPIO引脚映射到 pinctrl系统。
pinctrl: pinctrl {
compatible = "rockchip,rk3568-pinctrl"; //兼容性字符串
gpio0: gpio@fdd60000 { ... };
gpio1: gpio@fe740000 { ... };
...
#include "rk3568-pinctrl.dtsi"
};在设备树的最下方通过 include 包含了 rk3568-pinctrl.dtsi 设备树，该设备树中包含了所有复用功能的配置。
客户端配置（rk3568-pinctrl.dtsi）：
定义了具体的引脚复用配置，如 acodec的引脚配置。
这些配置由瑞芯微原厂提供，用户通常只需根据需求使用。
&pinctrl {
acodec-pins: acodec-pins {
rockchip,pins = <
1 RK PB1 5 &pcfg_pull_none>,
1 RK PA1 5 &pcfg_pull_none>,
...
>;
};
...
};驱动实现：
pinctrl 驱动根据设备树中的 compatible属性进行匹配。
RK3568的 pinctrl驱动位于内核源码的 /driver/pinctrl/pinctrl-rockchip.c。
102.2 pinctrl 驱动
在 /drivers/pinctrl/pinctrl-rockchip.c中，
Rockchip pinctrl驱动的入口函数通过platform_driver_register注册了一个platform驱动。
当设备与驱动匹配时，会调用 rockchip_pinctrl_probe()函数进行初始化。
rockchip_pinctrl_probe函数的主要作用包括：
分配并初始化 rockchip_pinctrl结构体。
获取与平台设备相关的 rockchip_pin_ctrl结构体。
解析设备树中的"rockchip,grf"节点，获取寄存器映射基地址。
如果找不到"rockchip,grf"节点，则通过平台资源获取寄存器基地址，并配置寄存器映射。
尝试查找可选的"rockchip,pmu"syscon引用。
对某些SoC进行特殊处理。
注册 rockchip_pinctrl设备。
设置平台设备的私有数据。
注册GPIO设备。
static struct platform_driver rockchip_pinctrl_driver = {
.probe = rockchip_pinctrl_probe,
.driver = {
.name = "rockchip-pinctrl",
.of_match_table = rockchip_pinctrl_dt_match,
},
};
static int __init rockchip_pinctrl_drv_register(void)
{
return platform_driver_register(&rockchip_pinctrl_driver);
}
postcore_initcall(rockchip_pinctrl_drv_register);
static int rockchip_pinctrl_probe(struct platform_device *pdev)
{
// 分配并初始化结构体
// 获取并设置soc数据
// 解析设备树，获取寄存器基地址
// 查找可选的pmu syscon引用
// 对某些SoC进行特殊处理
// 注册pinctrl设备
// 设置私有数据
// 注册GPIO设备
return 0;
}第103章 pinctrl probe 函数讲解
103.1 pinctrl_desc 结构体
pinctrl_desc 结构体用于描述引脚控制器（pinctrl）的属性和操作，
struct pinctrl_desc {
const char *name; // 引脚控制器名称
const struct pinctrl_pin_desc *pins; // 引脚描述符数组
unsigned int npins; // 引脚数量
const struct pinctrl_ops *pctlops; // 引脚控制操作函数
const struct pinmux_ops *pmxops; // 引脚复用操作函数
const struct pinconf_ops *confops; // 引脚配置操作函数
struct module *owner; // 拥有模块
// 自定义配置参数（可选）
unsigned int num_custom_params;
const struct pinconf_generic_params *custom_params;
const struct pin_config_item *custom_conf_items;
};103.2 rockchip_pinctrl 结构体
rockchip_pinctrl 结构体是瑞芯微为了适应其芯片特定需求和功能，对标准的 pinctrl_desc 结构体进行的封装。
/*瑞芯微对pinctrl结构体的封装*/
struct rockchip_pinctrl {
struct regmap *regmap_base; // 基本寄存器映射
int reg_size; // 寄存器大小
struct regmap *regmap_pull; // 拉取寄存器映射
struct regmap *regmap_pmu; // PMU寄存器映射
struct device *dev; // 设备指针
struct rockchip_pin_ctrl *ctrl; // 瑞芯微引脚控制器指针
struct pinctrl_desc pctl; // 引脚控制器描述符（包含标准pinctrl_desc）
struct pinctrl_dev *pctl_dev; // 引脚控制器设备指针
struct rockchip_pin_group *groups; // 引脚组指针
unsigned int ngroups; // 引脚组数量
struct rockchip_pmx_func *functions; // 引脚功能指针
unsigned int nfunctions; // 引脚功能数量
};103.3 pinctrl probe 函数
在probe()函数中，主要完成了以下任务：
分配并初始化rockchip_pinctrl结构体，
获取SoC特定的配置，
解析设备树，获取寄存器映射，
处理可选的PMU寄存器映射。
进行SoC特定的初始化（如果适用）。
注册 pinctrl设备。
ret = rockchip_pinctrl_register(pdev, info);
if (ret) return ret;注册GPIO设备（通过of_platform_populate）。
rockchip_pinctrl_register()函数完成了以下任务：
初始化pinctrl_desc结构体，
为每个引脚分配内存并设置编号和名称。
解析设备树中的pinctrl信息。
注册 pinctrl设备。
info->pctl_dev = devm_pinctrl_register(&pdev->dev, ctrldesc, info);
if (IS_ERR(info->pctl_dev)) return PTR_ERR(info->pctl_dev);devm_pinctrl_register()函数用于注册 pinctrl设备并将其与设备关联：
分配内存以存储 pinctrl_dev指针，
注册 pinctrl设备，
pctldev = pinctrl_register(pctldesc, dev, driver_data);
if (IS_ERR(pctldev)) {
devres_free(ptr);
return pctldev;
}将 pinctrl_dev指针存储到设备资源列表中。
pinctrl_register()函数用于注册并启用 pinctrl设备：
初始化 pinctrl控制器，
pctldev = pinctrl_init_controller(pctldesc, dev, driver_data);
if (IS_ERR(pctldev)) return pctldev;启用 pinctrl控制器。
error = pinctrl_enable(pctldev);
if (error) return ERR_PTR(error);通过这一系列步骤，瑞芯微的pinctrl驱动成功注册并启用了pinctrl设备，为后续的引脚控制和配置提供了基础。
第104章 pinctrl 子系统函数操作集
probe 函数的实际作用就是注册并启用 pinctrl 设备，pinctrl 设备由 pinctrl_desc 结构体所描述，所以在 probe() 函数中会对 pinctrl_desc 结构体中的内容进行填充。
104.1 groups 和 function
在 Pinctrl 子系统中，关键概念包括引脚组（groups）和功能（function）。
以 rk3568-pinctrl.dtsi 设备树文件中的 can0 和 can1 为例：
can0 功能：
can0m0-pins 组：
<0 RK_PB4 2 &pcfg_pull_none>, <0 RK_PB3 2 &pcfg_pull_none> /*控制器编号、引脚编号、引脚模式编号(代表功能)、引脚配置选项*/ //pcfg_pull_none代表未启动上下拉,即浮空RK_PB4：CAN0 接收引脚（can0_rxm0）
RK_PB3：CAN0 发送引脚（can0_txm0）
can1m1-pins 组：
<4 RK_PC2 3 &pcfg_pull_none>, <4 RK_PC3 3 &pcfg_pull_none>RK_PC2：CAN1 接收引脚（can1_rxm1）
RK_PC3：CAN1 发送引脚（can1_txm1）
can0 和 can1 是两个功能，每个功能包含两个引脚组，分别用于配置 CAN0 和 CAN1 的接收和发送引脚。
104.2 函数操作集结构体
在Linux内核中，pinctrl_desc 结构体包含三个函数操作集，
分别用于引脚控制、引脚复用和引脚配置。瑞芯微在源码中对重要函数进行了实现。
pinctrl_ops()，引脚控制操作函数指针。
pinmux_ops()，引脚复用操作函数指针。
pinconf_ops()，引脚配置操作函数指针。
/*引脚控制操作函数*/
struct pinctrl_ops {
// 获取引脚控制器支持的引脚组数量
int (*get_groups_count)(struct pinctrl_dev *pctldev);
// 根据选择器获取引脚组的名称
const char *(*get_group_name)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned selector);
// 根据选择器获取引脚组中的引脚和数量
int (*get_group_pins)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned selector, const unsigned **pins, unsigned *num_pins);
// 打印引脚信息用于调试
void (*pin_dbg_show)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct seq_file *s, unsigned offset);
// 将设备树节点转换为引脚控制器映射
int (*dt_node_to_map)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct device_node *np_config, struct pinctrl_map **map, unsigned *num_maps);
// 释放由设备树节点转换来的引脚控制器映射
void (*dt_free_map)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct pinctrl_map *map, unsigned num_maps);
};/*引脚复用操作函数*/
struct pinmux_ops {
// 请求特定的引脚或引脚组进行复用
int (*request)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned offset);
// 释放之前请求的引脚或引脚组
int (*free)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned offset);
// 获取引脚控制器支持的功能数量
int (*get_functions_count)(struct pinctrl_dev *pctldev);
// 根据选择器获取功能名称
const char *(*get_function_name)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned selector);
// 根据选择器获取功能对应的引脚组
int (*get_function_groups)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned selector, const char * const **groups, unsigned *num_groups);
// 设置引脚复用功能（选择功能和引脚组）
int (*set_mux)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned func_selector, unsigned group_selector);
// 请求并启用GPIO范围内的特定引脚
int (*gpio_request_enable)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct pinctrl_gpio_range *range, unsigned offset);
// 禁用并释放GPIO范围内的特定引脚
void (*gpio_disable_free)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct pinctrl_gpio_range *range, unsigned offset);
// 设置GPIO引脚的方向（输入或输出）
int (*gpio_set_direction)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct pinctrl_gpio_range *range, unsigned offset, bool input);
// 指示是否严格遵循某些规则（如：是否要求必须先请求再设置等）
bool strict;
};/*引脚配置操作函数*/
struct pinconf_ops {
// 获取单个引脚的配置
int (*pin_config_get)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned pin, unsigned long *config);
// 设置单个引脚的多个配置
int (*pin_config_set)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned pin, unsigned long *configs, unsigned num_configs);
// 获取引脚组的配置
int (*pin_config_group_get)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned selector, unsigned long *config);
// 设置引脚组的多个配置
int (*pin_config_group_set)(struct pinctrl_dev *pctldev, unsigned selector, unsigned long *configs, unsigned num_configs);
// 解析并修改引脚配置的调试参数
int (*pin_config_dbg_parse_modify)(struct pinctrl_dev *pctldev, const char *arg, unsigned long *config);
// 打印单个引脚配置的调试信息
void (*pin_config_dbg_show)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct seq_file *s, unsigned offset);
// 打印引脚组配置的调试信息
void (*pin_config_group_dbg_show)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct seq_file *s, unsigned selector);
// 打印特定配置值的调试信息
void (*pin_config_config_dbg_show)(struct pinctrl_dev *pctldev, struct seq_file *s, unsigned long config);
};104.3 rockchip_pinctrl 分析
在 pinctrl 的初始化过程中，rockchip_pinctrl 结构体通过一系列函数调用与 pinctrl_dev 关联。
rockchip_pinctrl_register() 函数将rockchip_pinctrl 结构体作为参数传入。
经过函数调用链，rockchip_pinctrl 最终作为私有数据driver_data传入pinctrl_register() 函数。
在 pinctrl_init_controller() 函数中，driver_data 被赋值给 pctldev->driver_data，从而建立了 pinctrl_dev 和 rockchip_pinctrl 之间的关联。
接着，解析设备树中的引脚控制器信息：
rockchip_pinctrl_parse_dt() 函数解析设备树，
首先计算功能数量（functions）和组数量（groups）。
为功能和组分配内存空间。
遍历每个功能节点，调用 rockchip_pinctrl_parse_functions 函数解析功能信息。
rockchip_pinctrl_parse_functions() 函数初始化功能结构体，并为每个功能分配组指针数组。
遍历功能节点的每个子节点（引脚组），
调用 rockchip_pinctrl_parse_groups() 函数解析组信息，将这些信息存储在相应的结构体中。
