Princtrl子系统和gpio子系统的简单使用

1、Princtrl子系统的主要作用：

1. 获取设备树中pin信息；
2. 根据获取到的pin信息来设置pin的复用功能；
3. 根据获取到的pin信息来设置pin的电气特性，比如上下拉、速度等。
   只需要在设备树里面设置好某个 pin 的相关属性，其他的初始化工作均由 pinctrl 子系统来完成， pinctrl 子系统源码目录为 drivers/pinctrl。

2、向设备树中添加pinctrl节点模板（以imx6ull为例）：

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-emmc.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: testgrp {
	/* 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”。

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：
在“fsl,pins”属性中添加具体的 PIN 配置信息。

pinctrl_test: testgrp {
	fsl,pins = <
	MX6UL_PAD_GPIO1_IO00__GPIO1_IO00 config /*config 是具体设置值*/
	>;
};

3、GPIO子系统

GPIO子系统的作用：用于初始化GPIO并且提供相应的API函数，如：设置GPIO为输入输出，读取GPIO等。
GPIO子系统的主要目的：方便驱动开发者使用GPIO。
驱动开发者在设备树中添加 GPIO相关信息，然后就可以在驱动程序中使用 GPIO子系统提供的 API函数来操作 GPIO， Linux 内核向驱动开发者屏蔽掉了 GPIO 的设置过程，极大的方便了驱动开发者使用 GPIO。

4、gpio子系统API函数：

gpio子系统提供以下几个常用的API函数：
1、gpio_request函数：
gpio_request 函数用于申请一个 GPIO 管脚，在使用一个 GPIO 之前一定要使用 gpio_request进行申请，函数原型如下：

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

gpio：要申请的 gpio 标号，使用 of_get_named_gpio 函数从设备树获取指定 GPIO 属性信息，此函数会返回这个 GPIO 的标号。
label：给 gpio 设置个名字。
返回值： 0，申请成功；其他值，申请失败。
2、gpio_free函数：
如果不使用某个 GPIO 了，那么就可以调用 gpio_free 函数进行释放。函数原型如下：

void gpio_free(unsigned gpio)

gpio：要释放的 gpio 标号。
返回值： 无。
3、 gpio_direction_input 函数:
此函数用于设置某个 GPIO 为输入，函数原型如下所示：

int gpio_direction_input(unsigned gpio)

gpio：要设置为输入的 GPIO 标号。
返回值： 0，设置成功；负值，设置失败。
4、 gpio_direction_output 函数:
此函数用于设置某个 GPIO 为输出，并且设置默认输出值，函数原型如下：

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

gpio：要设置为输出的 GPIO 标号。
value： GPIO 默认输出值。
返回值： 0，设置成功；负值，设置失败。
5、 gpio_get_value 函数:
此函数用于获取某个 GPIO 的值(0 或 1)，此函数是个宏，定义所示：

#define gpio_get_value __gpio_get_value
int __gpio_get_value(unsigned gpio)

gpio：要获取的 GPIO 标号。
返回值： 非负值，得到的 GPIO 值；负值，获取失败。
6、 gpio_set_value 函数
此函数用于设置某个 GPIO 的值，此函数是个宏，定义如下

#define gpio_set_value __gpio_set_value
void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)

gpio：要设置的 GPIO 标号。
value： 要设置的值。
返回值： 无

5、设备树中添加gpio节点模板：

1、创建 test 设备节点：
在根节点“/”下创建 test 设备子节点，如下所示：

test {
	/* 节点内容 */
}

2、添加 pinctrl 信息：
上面我们创建了 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，如下所示：

test {
	pinctrl-names = "default";		//添加 pinctrl-names 属性，此属性描述 pinctrl 名字为“default”
	pinctrl-0 = <&pinctrl_test>;	//添加 pinctrl-0 节点，此节点引用上面创建的 pinctrl_test 节点，表示 tset 设备的所使用的 PIN 信息保存在 pinctrl_test 节点中
	/* 其他节点内容 */
};

3、添加 GPIO 属性信息：
在 test 节点中添加 GPIO 属性信息，表明 test 所使用的 GPIO 是哪个引脚，添加完成以后如下所示：

test {
	pinctrl-names = "default";
	pinctrl-0 = <&pinctrl_test>;
	gpio = <&gpio1 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;	//test 设备所使用的 gpio
};

6、与gpio相关的OF函数：

1、 of_gpio_named_count 函数：
of_gpio_named_count 函数用于获取设备树某个属性里面定义了几个 GPIO 信息，要注意的是空的 GPIO 信息也会被统计到，此函数原型如下：

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

np：设备节点。
propname：要统计的 GPIO 属性。
返回值： 正值，统计到的 GPIO 数量；负值，失败。
2、 of_gpio_count 函数
和 of_gpio_named_count 函数一样，但是不同的地方在于，此函数统计的是“gpios”这个属性的 GPIO 数量，而 of_gpio_named_count 函数可以统计任意属性的 GPIO 信息，函数原型如下所示：

int of_gpio_count(struct device_node *np)

np：设备节点。
返回值： 正值，统计到的 GPIO 数量；负值，失败。
3、 of_get_named_gpio 函数
此函数获取 GPIO 编号，因为 Linux 内核中关于 GPIO 的 API 函数都要使用 GPIO 编号，此函数会将设备树中类似<&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW>的属性信息转换为对应的 GPIO 编号，函数原型如下：

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

np：设备节点。
propname：包含要获取 GPIO 信息的属性名。
index： GPIO 索引，因为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。
返回值： 正值，获取到的 GPIO 编号；负值，失败。