Linux的pinctrl介绍

Posted 2023-04-08

参考技术A             pinctrl意思是pin ctrl，很简单就是系统中pin引脚的控制。文章主要针对的是嵌入式系统来说，其实PC中应该也有，但是我们实际使用还更多的是嵌入式系统需要做配置改动。对于一款SOC，设计出来之后会支持多种功能，同时在一个SOC也肯定会在多个产品中使用。对于硬件数量有限的pin脚来说，不可能适配所有的产品功能。所以硬件设计师就利用了复用功能来达到以上要求。一个pin设计假定它支持8种功能，那么实际同一时刻只有一个功能能够被配置并使用。所有的pin我们通过一个统一的控制器去控制他们的mux功能，用人话说就是选择某个功能使用。比如pin脚编号1，支持iic sda, gpio0_0, spi cs, uart rx等功能，那我们可以通过mux控制器来选择具体使用哪个功能。

            如果只是这样那就太简单了，pin在硬件领域还有所谓的上下拉输出和驱动力的配置。这个说实话作为软件设计人员，硬件说配置成啥样就啥样了，我是不懂的。用专业术语来说，就是配置DS和pull up/down功能。

            结合以上说法，pinctrl的功能就是配置mux, DS和up/down功能。正常来说，一个pin的相关控制器都在同一个32bits的寄存器当中。其中up/down控制占2位，mux功能占8位，DS功能占3位，剩下的就是预留的（只是通常情况下，实际硬件的设计各有不同，举个例子而已）。

            再说一嘴，一个SOC如果有96个pin脚，那它就肯定有96个寄存器去控制对应pin脚的功能。

            前面说了什么是pinctrl，那么问题就来了，应该怎么样去使用它，从而达到我们的目的呢？这边主要分两个部分来说，从难到易吧。作为一个嵌入式Linux系统，肯定存在类似uboot这样的bootloader，也肯定有Linux（废话）。简单的地方就说little kernel中怎么配置（因为uboot我不懂，但原理应该类似---瞎猜的），难的地方就说Linux里面怎么使用pinctrl。确实挺难的，因为特别绕~

            前面说了这个地方使用pinctrl是简单的，因为lk中我们只会用到某些引脚，而且很简单，没有复杂的引用关系。需要做的仅仅是根据需求把对应的pin寄存器去直接操作就行。类似于你们刚开始接触嵌入式时候的裸写寄存器，就这样完了。当然为了统一方便，我们会封装成一个配置寄存器函数，然后再提供一个大的config数组。数组中也有96个成员，包含所有pin脚配置和上下拉以及DS驱动力控制。这样，函数里遍历所有的数组成员，然后一个个把对应的值写进去，就完成了pinctrl的操作。

            是不是很简单，反正我觉得确实很简单~

            这里面就说来话长了，期待我的下一个文章吧。后续主要会对它进行更新

RK3588平台开发系列讲解（Pinctrl篇）Pinctrl设备树介绍

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RK3588	Linux 5.10	Android12