pinctl 和 gpio子系统驱动

一.设备树中添加pinctl节点模板

1.创建对应的节点

同一个外设的 PIN 都放到一个节点里面，打开 imx6ull-14x14-evk.dts，在 iomuxc 节点
中的“imx6ul-evk”子节点下添加 “pinctrl_test” 节点。添加完成以后如下所示：

pinctrl_test:test_grp
{/* 具体的PIN信息 */
};

2.添加 “fsl，pins” 属性

设备树是通过属性来保存信息的，因此我们需要添加一个属性，属性名字一定要为“fsl,pins”，
因为对于 I.MX 系列 SOC 而言， pinctrl 驱动程序是通过读取“fsl,pins”属性值来获取 PIN 的配
置信息，完成以后如下所示：
 

pinctrl_test: testgrp 
{fsl,pins = </* 设备所使用的 PIN 配置信息 */>;
};

3.在 “fsl，pins” 属性中添加 PIN 配置信息

最后在“fsl,pins”属性中添加具体的 PIN 配置信息，完成以后如下所示：
 

pinctrl_test: testgrp 
{fsl,pins = <MX6UL_PAD_GPIO1_IO00__GPIO1_IO00 config /*config 是电器属性设置值*/>;
};

一.获取设备树中的 pin 信息

二.根据获取到的 pin 信息，来设置 pin 的复用功能

三.根据获取到的 pin 信息，设置 pin 的电器属性

二. gpio 子系统常用API函数

        对于驱动开发人员，设置好设备树以后就可以使用 gpio 子系统提供的 API 函数来操作指定
的 GPIO

1.申请 GPIO 管脚 - gpio_request

功能：

        申请一个 GPIO 管脚

        成功时返回（0），失败时返回（其他值）

参数：

        gpio：要申请的 gpio 标号，使用 of_get_named_gpio（）从设备树获取该标号

        label：给 gpio 设置个名字

int gpio_request(unsigned gpio,const char *label);

2.释放 GPIO 管脚 - gpio_free

功能：

        释放 GPIO 管脚

        无返回值

参数：

        gpio：要释放的 gpio 编号

void gpio_free(unsigned gpio);

3.设置 GPIO 为输入 - gpio_direction_input

功能：

        设置某个 GPIO 管脚为输入

        成功时返回（0），失败时返回（负值）

参数：

        gpio：要设置的 gpio 编号

int gpio_direction_input(unsigned gpio);

4.设置 GPIO 为输出 - gpio_direction_output

功能：

        设置 GPIO 为输出，并设置默认输出值

        成功时返回（0），失败时返回（负值）

参数：

        gpio：要设置的 gpio 编号

        value：GPIO 默认输出值

int gpio_direction_output(unsigned gpio,int value);

5.获取 GPIO 的值 - gpio_get_value

功能：

        获取某个 GPIO 的值，（0 或 1）

        成功时返回（读到的 GPIO 的值），失败时返回（负值）

参数：

        gpio：要读的 gpio 编号

int gpio_get_value(unsigned gpio);

6.设置 GPIO  的值 - gpio_set_value

功能：

        设置 GPIO 的值

        无返回值

参数：

        gpio：要设置的 gpio 编号

        value：要设置的值（0 或 1）

void gpio_set_value(unsigned gpio,int value);

三.gpio子系统 OF 函数

1.获取某个属性的GPIO数量 - of_gpio_named_count

功能：

        获取设备树某个属性里面定义了几个 GPIO 信息

        成功时返回（统计到的GPIO数量），失败时返回（负值）

参数：

        np：设备节点

        propname：要统计的 GPIO 属性

int of_gpio_named_count(struct device_node *np,const char *propname);

2.获取某个节点的GPIO数量 - of_gpio_count

功能：

        获取设备树中某节点的 GPIO 数量

        成功时返回（统计到的GPIO数量），失败时返回（负值）

参数：

        np：设备节点

int of_gpio_count(struct device_node *np);

3.获取GPIO编号 - of_get_named_gpio

功能：

        获取 GPIO 编号，将设备树中类似<&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW>的属性信息转换为对应的 GPIO 编号；

        成功时返回（获取到的GPIO编号），失败时返回（负值）

参数：

        np：设备节点

        propname：包含要获取GPIO信息的属性名

        index：GPIO索引，一个属性里面可能包含多个GPIO，此参数指定要获取哪个GPIO的编号，如果只有一个GPIO信息的话，此参数为0

int of_get_named_gpio(struct device_node *np,const char *propname,int index);

四.在设备树下添加 gpio 节点模板

1.在"/"根节点下创建 test 设备节点

test
{};

2.添加 pinctrl 信息

        在本章的 “一.设备树中添加pinctrl节点模板” 中，创建的pinctrl_test节点，此节点描述了test设备所使用的GPIO1_IO00这个pin的信息。我们要将这节点添加到test设备节点中。

test
{/* 添加pinctrl-names 属性，此属性描述pinctrl名字为"default" */pinctrl-names = "default";/* 添加pinctrl-0节点，引用了创建的pinctrl_test节点，表示test设备所使用的PIN信息保存在pinctrl_test节点中 */pinctrl-0 = <&pinctrl_test>;/* 其他节点内容 */
};

3.添加 GPIO 属性信息

test
{/* 添加pinctrl-names 属性，此属性描述pinctrl名字为"default" */pinctrl-names = "default";/* 添加pinctrl-0节点，引用了创建的pinctrl_test节点，表示test设备所使用的PIN信息保存在pinctrl_test节点中 */pinctrl-0 = <&pinctrl_test>;/* 添加GPIO属性信息，表面test所使用的是GPIO1_IO00  低电平有效 */gpio = <&gpio1 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
};

五.驱动程序示例代码

1.设备树程序

①.流程图

②.代码

(1).在设备树的iomuxc下添加pinctrl节点

将GPIO1_IO03的电器属性设置为 0X10B0

（2）.在根节点下创建LED设备节点

2.驱动程序

①.流程图

②.代码

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>#define GPIOLED_CNT     1               /* 设备号个数 */
#define GPIOLED_NAME    "gpioled"       /* 名字 */
#define LEDOFF          0               /* 关灯 */
#define LEDON           1               /* 开灯 *//* 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;     /* 设备结点 */int led_gpio;               /* led所使用的 GPIO 编号 */
};/* led设备 */
struct gpioled_dev gpioled;/*** @description:            打开设备* @param - inode   :       传递给驱动的inode* @param - filp    :       设备文件* @return          :       0 成功，其他 失败      
*/
static int led_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{/* 设置私有属性 */filp->private_data = &gpioled; return 0;
}/*** @description:            从设备读取数据* @param - filp    :       要打开的设备文件（文件描述符）* @param - buf     :       返回给用户空间的数据缓冲区* @param - cnt     :       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，则为失败
*/
static ssize_t led_read(struct file *filp,char __user *buf,size_t cnt,loff_t *offt)
{return 0;
}/*** @description:            向设备写数据* @param - filp    :       设备文件，表示打开的文件描述符* @param - buf     :       要写给设备的数据* @param - cnt     :       要写入的数据长度* @param - offt    :       写入的字节数，如果为负值，则为失败
*/
static ssize_t led_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t cnt,loff_t *offt)
{int retvalue;unsigned char databuf[1];unsigned char ledstat;struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;retvalue = copy_from_user(databuf,buf,cnt);if(0 > retvalue){printk("kernel write failed!\r\n");return -EFAULT;}ledstat = databuf[0];if(ledstat == LEDON){gpio_set_value(dev->led_gpio,0);    //打开LED灯}else if(ledstat == LEDOFF){gpio_set_value(dev->led_gpio,1);    //关闭LED}return 0;
}/*** @description:        关闭/释放设备* @param - filp    :   要关闭的设备文件（文件描述符）* @return          :   0 成功，其他 失败  
*/
static int led_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{return 0 ;
}/* 绑定设备操作函数 */
static struct file_operations gpioled_fops = 
{.owner = THIS_MODULE,.open = led_open,.read = led_read,.write = led_write,.release = led_release,
};/*** @description:        驱动入口函数* @param           :   无* @return          :   无
*/
static int __init led_init(void)
{int ret = 0;/* 设置LED所使用的GPIO *//* 1.从设备数中获取设备节点:gpioled */gpioled.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");if(NULL == gpioled.nd){printk("gpioled node can not found!\r\n");}else{printk("gpioled node has been found!\r\n");}/* 2.获取设备数中的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(0 > gpioled.led_gpio){printk("can not get led-gpio");return -EINVAL;}printk("led-gpio num = %d\r\n",gpioled.led_gpio);/* 3.初始化GPIO,默认关闭LED */ret = gpio_direction_output(gpioled.led_gpio,1);if(0 > ret){printk("can not init gpio!\r\n");}/* 注册字符设备驱动 *//* 1.创建设备号 */if(gpioled.major)       //若定义了设备号{gpioled.devid = MKDEV(gpioled.major,0);register_chrdev_region(gpioled.devid,GPIOLED_CNT,GPIOLED_NAME);}else                    //没有定义设备号{alloc_chrdev_region(&gpioled.devid,0,GPIOLED_CNT,GPIOLED_NAME); //申请设备号gpioled.major = MAJOR(gpioled.devid);           //获取主设备号gpioled.minor = MINOR(gpioled.devid);           //获取次设备号}printk("gpioled major = %d,minor = %d",gpioled.major,gpioled.minor);/* 2.初始化cdev */gpioled.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&gpioled.cdev,&gpioled_fops);/* 3.添加一个cdev */cdev_add(&gpioled.cdev,gpioled.devid,GPIOLED_CNT);/* 4.创建类 */gpioled.class = class_create(THIS_MODULE,GPIOLED_NAME);if(IS_ERR(gpioled.class)){return PTR_ERR(gpioled.class);}/* 5.创建设备 */gpioled.device = device_create(gpioled.class,NULL,gpioled.devid,NULL,GPIOLED_NAME);if(IS_ERR(gpioled.device)){return PTR_ERR(gpioled.device);}return 0;
}/*** @description:        驱动出口函数* @param       :       无* @return      :       无
*/
static void __exit led_exit(void)
{/* 注销字符设备驱动 */cdev_del(&gpioled.cdev);        //删除cdevunregister_chrdev_region(gpioled.devid,GPIOLED_CNT);        //注销device_destroy(gpioled.class,gpioled.devid);class_destroy(gpioled.class);
}module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("kaneki");

Makefile：

KERNELDIR := /home/linux/IMX6ULL/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
CURRENT_PATH :=$(shell pwd)
obj-m := gpioled.o
build: kernel_modules
kernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean