嵌入式Linux 设备树 GPIO详解示例分析三星 NXP RK

GPIO设备树用于在Linux内核中定义与GPIO相关的硬件资源，它使操作系统可以识别、配置和使用GPIO引脚。设备树中通常会指定GPIO控制器的基地址、GPIO引脚的中断配置、时钟和其他相关信息。

RK相关案例代码

NXP相关案例代码

三星相关案例代码

在设备树中，GPI0控制器需要以下属性：

gpio-controller 表示该节点是GPIO控制器。
#gpio-cells 指定该控制器使用的cell数量。
data-gpios 属性用于指定具体的GPIO引脚，如 <&gpio1 12 0>，表示选择GPIO1的第12个引脚，并设定特定的标志。

如下就是案例代码：

gpio0: gpio@fdd60e00 {
    compatible = "rockchip,gpio-bank";   // GPIO 控制器的兼容性字符串
    reg = <0xfdd66000 0x1000>;           // GPIO 控制器寄存器的基地址和大小
    interrupts = <GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; // GPIO中断配置，GIC_SPI代表中断类型
    clocks = <&pclk_gpio>, <&spnucru_dbclk_gpio9>; // 时钟源
    gpio-controller;                     // 声明这是一个GPIO控制器
    #gpio-cells = <2>;                   // 每个GPIO需要两个参数：第一个是GPIO编号，第二个是GPIO配置
    interrupt-controller;                // 该控制器是中断控制器
    #interrupt-cells = <2>;              // 每个中断需要两个参数：第一个是中断编号，第二个是中断配置
    pinctrl-names = "default";           // 引脚控制名称，通常为"default"
    pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio0>;        // 引脚控制节点，指定哪些引脚属于该控制器
};

pinctrl_gpio0: pinctrl@fdd60e00 {
    compatible = "rockchip,pinctrl";
    reg = <0xfdd60e00 0x1000>;          // 引脚控制器的寄存器地址
    pins = "gpio0", "gpio1", "gpio2";   // GPIO引脚
    function = "gpio";                  // 引脚的功能模式
    bias-pull-up;                       // 上拉电阻配置
};

RK相关案例代码

如下为BSP工程师提供的相关代码：

gpio0: qpio@fdd60e00 {
    compatible = "rockchip,gpio-bank";
    reg = <0xfdd66000 0x1000>;
    interrupts = <GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&pclk_gpio_g>, <&spnucru_dbclk_gpio9>;
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
    gpios = <&pinctrl0032>;
    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <2>;
};

gpio0: qpio@fdd60e00
- gpio0 是设备树节点的名称，用来表示该节点是 GPIO 控制器的配置。
- qpio@fdd60e00 是该节点的设备地址（基地址），@ 后面是设备的物理地址或映射地址。这里表示的是 GPIO 控制器的寄存器区域，位于地址 0xfdd60e00。
compatible = "rockchip,gpio-bank";
- 这表示该硬件平台使用的是 Rockchip 的 GPIO 控制器，并且该节点与 Rockchip 的 gpio-bank 驱动兼容。这个字段帮助内核匹配适合的驱动程序。
reg = <0xfdd66000 0x1000>;
- reg 定义了设备的寄存器基地址和大小，表示 GPIO 控制器的寄存器映射。
- 0xfdd66000 是 GPIO 控制器寄存器的基地址，0x1000 是寄存器区块的大小，意味着这个区域的大小是 4KB。
interrupts = <GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
- interrupts 配置了中断相关信息，指示设备如何通过中断进行通知。
- GIC_SPI 33 表示这是一个来自 GIC (通用中断控制器) 的 SPI 类型中断，编号为 33。
- IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 表示该中断是一个高电平触发的中断。
clocks = <&pclk_gpio_g>, <&spnucru_dbclk_gpio9>;
- clocks 定义了该设备所需的时钟源，<&pclk_gpio_g> 和 <&spnucru_dbclk_gpio9> 是设备树中时钟节点的引用。具体的时钟节点需要在设备树的其他地方定义。
- &pclk_gpio_g 和 &spnucru_dbclk_gpio9 表示用于该 GPIO 控制器的时钟资源，它们通常会在其他设备树节点中定义。
gpio-controller;
- 这个标识符声明该节点为一个 GPIO 控制器。它告诉内核该设备是用来控制 GPIO 引脚的。
#gpio-cells = <2>;
- #gpio-cells 定义了每个 GPIO 引脚配置所需要的参数个数。这里 2 表示每个 GPIO 配置有两个单元：第一个是 GPIO 编号，第二个是引脚的配置（例如方向或电平）。
gpios = <&pinctrl0032>;
- gpios 引用引脚控制器（pinctrl）的节点，<&pinctrl0032> 表示该 GPIO 控制器与 pinctrl0032 节点关联。
- pinctrl 节点通常包含有关引脚的设置和配置（如电平、功能、方向等）。
interrupt-controller;
- 该标识符表明该 GPIO 控制器节点不仅是 GPIO 控制器，还管理中断。即该控制器处理 GPIO 相关的中断。
#interrupt-cells = <2>;
- #interrupt-cells 定义了中断配置所需的单元数。这里 2 表示每个中断配置需要两个参数：第一个是中断编号，第二个是中断配置（如触发方式）。

如下为开发人员所编写的设备树代码：

15x66: edl_ft5306@38 {
    status = "disabled";
    compatible = "edl,edl-ft5306";
    reg = <0x38>;
    touchscreen-gpio = <&gpio0 RK_PB3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    interrupts = <&gpio0 RK_PB6 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    reset-gpios = <&gpio0 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    touchscreen-size-x = <8>;
    touchscreen-size-y = <1280>;
    touch-type = <1>;
};

15x66: edl_ft5306@38
- 15x66 是设备树节点的标签，通常是设备的名称或标识符，这里假设是硬件设备的标识。设备树标签用于内核和其他设备访问。
- edl_ft5306@38 表示该设备是 edl-ft5306 触摸屏控制器，@38 是设备的地址，指示触摸屏控制器的地址为 0x38。
status = "disabled";
- status 设置为 "disabled"，这意味着该设备当前是禁用的。若要启用设备，需要将其改为 "enabled"。
compatible = "edl,edl-ft5306";
- compatible 指定设备的兼容性标识符。内核通过该字段来匹配合适的驱动程序来支持此设备。这里 edl,edl-ft5306 是触摸屏控制器的标识符，意味着该设备使用 edl-ft5306 驱动。
reg = <0x38>;
- reg 表示设备的寄存器地址，<0x38> 表示设备的地址为 0x38。这通常是设备的I2C或SPI地址。
touchscreen-gpio = <&gpio0 RK_PB3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
- touchscreen-gpio 配置触摸屏的 GPIO 引脚。<&gpio0 RK_PB3 GPIO_ACTIVE_LOW> 表示该 GPIO 控制器 (gpio0) 的引脚 RK_PB3 被用于触摸屏操作，并且设置为 GPIO_ACTIVE_LOW，即低电平有效。
interrupts = <&gpio0 RK_PB6 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
- interrupts 配置了设备的中断信息，指定触摸屏的中断由 gpio0 控制器的 RK_PB6 引脚提供，并且触发类型为 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH，即高电平触发中断。
reset-gpios = <&gpio0 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_LOW>;
- reset-gpios 配置了用于复位触摸屏的 GPIO 引脚。与触摸屏 GPIO 引脚相同，复位引脚 RK_PB6 设置为 GPIO_ACTIVE_LOW，即低电平有效。
touchscreen-size-x = <8>;
- touchscreen-size-x 配置了触摸屏的 X 轴分辨率。在这里设置为 8，可能表示触摸屏横向的某些特定参数，通常是像素数或配置值（但通常触摸屏的分辨率应为更高的值，可能需要确认是否符合实际需求）。
touchscreen-size-y = <1280>;
- touchscreen-size-y 配置了触摸屏的 Y 轴分辨率，设置为 1280，通常表示触摸屏纵向的像素数。
touch-type = <1>;
- touch-type 设置为 1，这可能表示触摸屏的类型，例如：1 可能代表电容式触摸屏，其他值可能代表其他类型（如电阻式触摸屏）。具体值需根据硬件规格确认。

NXP相关案例代码

如下为BSP工程师的代码：

gpio1: gpiog8209ce00f {
    compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx3s-gpio";
    reg = <0xe209c000 0x4000>;
    interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>, <GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <2>;
};

gpio1: gpiog8209ce00f
- gpio1 是该设备节点的名称，表示这是一个名为 gpio1 的 GPIO 控制器节点。
- gpiog8209ce00f 是设备的标签，通常表示硬件资源的描述或地址。这个标签不一定是常规的设备命名，具体可能依据硬件平台的实现来命名。您可能需要根据实际硬件进行调整。
compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx3s-gpio";
- compatible 字段指示该设备与哪些驱动程序兼容。在此，设备支持 Freescale (现 NXP) 的 imx6ul-gpio 和 imx3s-gpio 驱动。这两个平台都使用类似的 GPIO 控制器，因此该字段包括两个兼容性标识符。
reg = <0xe209c000 0x4000>;
- reg 表示设备的寄存器基地址及大小。这里基地址为 0xe209c000，寄存器大小为 0x4000，即 16KB。该设备的 GPIO 控制器寄存器区域映射到这个内存地址范围。
interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>, <GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
- interrupts 配置了与该 GPIO 控制器相关的中断。这里有两个中断，分别由 GIC (通用中断控制器) 的 SPI (共享外部中断) 66 和 67 触发。
- IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 表示这些中断是高电平触发的。
gpio-controller;
- 该节点表示一个 GPIO 控制器，表明这是一个控制 GPIO 引脚的硬件设备。
#gpio-cells = <2>;
- #gpio-cells 定义了每个 GPIO 配置所需要的单元数。这里的值 2 表示每个 GPIO 配置需要两个参数：一个是 GPIO 编号，另一个是该 GPIO 的配置（如方向或电平）。
interrupt-controller;
- 该节点声明自己也是一个中断控制器。意味着该 GPIO 控制器不仅控制 GPIO 引脚，还负责管理这些引脚的中断。
#interrupt-cells = <2>;
- #interrupt-cells 定义了与中断相关的参数个数。这里的值 2 表示每个中断配置需要两个参数：一个是中断号，另一个是中断配置（例如触发类型）。

如下为开发工程师的代码编写：

edt_ft5x05838: edt-ft5x058@38 {
    compatible = "edt,edt-ft5366", "edt,edt-ft5xB6", "edt,edt-ft5406";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_scefault>;
    interrupt-parent = <&gpio1>;
    interrupts = <9 0 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    reset-gpios = <&gpio5 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    irq-gpios = <&gpio1 9 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    status = "disabled";
};

edt_ft5x05838: edt-ft5x058@38
- edt_ft5x05838 是该设备节点的标签，它表示一个触摸屏控制器。
- edt-ft5x058@38 表示该设备的名称和地址，@38 表示设备的地址为 0x38，该地址通常是 I2C 或 SPI 总线上的地址。
compatible = "edt,edt-ft5366", "edt,edt-ft5xB6", "edt,edt-ft5406";
- compatible 字段表示该设备兼容的驱动程序。这里列出了三个兼容的驱动程序（edt-ft5366, edt-ft5xB6, 和 edt-ft5406），它们代表了不同型号的触摸屏。
pinctrl-names = "default";
- pinctrl-names 用来指定该设备使用的引脚控制配置的名称。"default" 表示使用默认的引脚控制配置。
pinctrl-0 = <&pinctrl_scefault>;
- pinctrl-0 指定设备的引脚控制配置。&pinctrl_scefault 应该是指向一个引脚控制配置的引用，这个引用在设备树的其他地方定义。根据您的设备，它可能是某个预定义的引脚配置（例如触摸屏数据线的配置）。
interrupt-parent = <&gpio1>;
- interrupt-parent 字段指定该设备中断的父控制器，这里是 gpio1，即通过 GPIO 控制器 1 触发中断。
interrupts = <9 0 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
- interrupts 配置了设备的中断信息。<9 0 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH> 表示设备的中断由 gpio1 控制器的 GPIO 引脚 9 提供，且触发方式为 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH，即高电平触发。
reset-gpios = <&gpio5 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
- reset-gpios 配置了设备的复位引脚。这里设置了复位引脚为 gpio5 控制器的 GPIO 引脚 0，并且设置为 GPIO_ACTIVE_LOW，表示低电平有效。
irq-gpios = <&gpio1 9 GPIO_ACTIVE_LOW>;
- irq-gpios 配置了设备的中断 GPIO 引脚。这里设置为 gpio1 控制器的 GPIO 引脚 9，且设置为 GPIO_ACTIVE_LOW，即低电平有效。
status = "disabled";
- status = "disabled" 表示该设备当前被禁用。如果希望启用该设备，应将其更改为 enabled。

三星相关案例代码

如下为BSP工程师相关代码：

gpio_c: gpioc {
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <2>;
};

gpio_c: gpioc
- gpio_c 是该设备节点的标签，用于标识 GPIO 控制器。
- gpioc 是设备的节点名称，表示这是一个 GPIO 控制器设备。
gpio-controller;
- gpio-controller 表示这是一个 GPIO 控制器，负责管理 GPIO 引脚的输入输出。
#gpio-cells = <2>;
- #gpio-cells 定义了每个 GPIO 配置所需要的单元数。这里的 2 表示每个 GPIO 配置需要两个参数：
  1. 一个是 GPIO 引脚编号。
  2. 另一个是该 GPIO 的配置（例如方向、激活电平等）。
interrupt-controller;
- interrupt-controller 表示该节点同时也充当中断控制器的角色，管理 GPIO 引脚的中断。
#interrupt-cells = <2>;
- #interrupt-cells 定义了每个中断配置所需要的单元数。这里的 2 表示每个中断配置需要两个参数：
  1. 一个是中断号。
  2. 另一个是中断配置（例如触发方式）。

如下为开发工程师编写的代码;

ft5x06: ft5x66838 {
    compatible = "cdt,edt-ft5406";
    reg = <0x30>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&tsc2007 0>;

    interrupt-parent = <&gpio_c>;
    interrupts = <26 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;

    #ifdef CONFIG_RGB1024X690
    pinctrl-0 = <&gt911>;
    interrupt-parent = <&gpio_b>;
    interrupts = <29 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;
    #endif

    #ifdef CONFIG_LVDS_1024X768
    pinctrl-0 = <&gt911>;
    interrupt-parent = <&gpio_b>;
    interrupts = <29 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;
    #endif

    reset-gpios = <&gpio_e 36 GPIO_ACTIVE_LOW>;
};

ft5x06: ft5x66838
- ft5x06 是设备节点的标签。
- ft5x66838 是设备的名称，表示该设备是 ft5x66838 型号的触摸屏控制器。
compatible = "cdt,edt-ft5406";
- compatible 字段指示设备与哪些驱动程序兼容。这里指示设备支持 edt-ft5406 驱动。
reg = <0x30>;
- reg 字段定义了设备的地址。此处 0x30 是设备的 I2C 地址。
pinctrl-names = "default";
- pinctrl-names 字段指定设备的引脚控制名称，这里使用了 default。
pinctrl-0 = <&tsc2007 0>;
- pinctrl-0 配置了该设备的引脚控制。这里的 <&tsc2007 0> 是指向一个引脚控制配置的引用，这个引用可能在设备树的其他地方定义。
interrupt-parent = <&gpio_c>;
- interrupt-parent 指定了中断的父控制器，这里为 gpio_c，即通过 GPIO 控制器 C 来管理中断。
interrupts = <26 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;
- interrupts 配置了设备的中断信息。26 是中断号，IRQ_TYPE_EDGE_FALLING 表示该中断是边缘触发，且是下降沿触发。
#ifdef CONFIG_RGB1024X690 和 #endif
- 这是条件编译指令，表示只有在配置中启用了 RGB1024X690 时，才会启用该部分的设备树配置。
- 该部分配置了触摸屏的引脚控制和中断，且中断号为 29，触发方式是下降沿。
#ifdef CONFIG_LVDS_1024X768 和 #endif
- 同样是条件编译指令，表示只有在配置中启用了 LVDS_1024X768 时，才会启用该部分的设备树配置。
- 该部分与 RGB1024X690 配置类似，设置了相同的引脚控制和中断。
reset-gpios = <&gpio_e 36 GPIO_ACTIVE_LOW>;
- reset-gpios 配置了设备的复位引脚。这里使用 gpio_e 控制器的 GPIO 36 引脚，并且该引脚是低电平有效。