Linux Pinctrl：揭秘引脚控制的强大机制 在Linux内核的浩瀚功能中，pinctrl子系统无疑是嵌入式系统开发中一颗璀璨的明珠

    特别是在System on Chip（SoC）平台上，pinctrl和GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入输出）子系统共同构成了引脚控制和管理的核心，为驱动程序和应用程序与硬件引脚之间的交互提供了强大的支持

    本文将深入探讨Linux pinctrl子系统，特别是以“pinctrl 0”为切入点，揭示其背后的工作机制和应用价值

     一、pinctrl子系统概述 在嵌入式系统中，SoC上的引脚通常具备多种功能，如UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）、I2C（Inter-Integrated Circuit，两线串行总线）等外设接口

    引脚复用（pin muxing）技术使得同一个引脚能够在不同时间连接到不同的外设，从而提高了硬件资源的利用率

    pinctrl子系统正是为了管理和配置这些多功能引脚而生的

     pinctrl，即Pin Control（管脚控制），负责引脚复用、引脚配置、引脚组配置以及引脚状态管理等功能

    具体来说，它涵盖了以下几个关键方面： 1.引脚复用（Pin Muxing）：设置引脚连接到哪一个外设

    例如，一个引脚既可以作为UART的发送（TX）引脚，也可以作为GPIO引脚

     2.引脚配置（Pin Configuration）：定义引脚的电气特性，如上拉（pull-up）、下拉（pull-down）、驱动强度（drive strength）等

     3.引脚组配置（Pin Group Configuration）：对一组相关的引脚进行联合配置，通常多个引脚作为一个设备的接口使用

     4.引脚状态管理（Pin State Management）：定义和管理引脚在不同设备状态下的配置，如活动状态、休眠状态等

     二、设备树与pinctrl的配置 设备树（Device Tree）是ARM架构的一个新特性，它提供了一种描述硬件布局的方法，使得同一个Linux内核可以运行在不同的硬件平台上

    在设备树中，pinctrl子系统定义了引脚的配置，包括引脚的复用、上下拉、驱动能力等

     设备树中的pinctrl配置通常包含以下几个关键节点： 1.pinctrl-names：定义引脚状态名称，如“default”、“init”、“sleep”等

     2.pinctrl-0、pinctrl-1等：定义不同状态下的引脚配置，可以引用其他节点来标识具体的引脚配置

     例如，在I.MX6ULL的设备树文件中，pinctrl的配置可能如下所示： &iomuxc{ pinctrl-names = default, init, sleep; pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_1>; pinctrl-1 = <&pinctrl_csi1>; pinctrl_hog_1: hoggrp-1 { fsl,pins = ; / 其他引脚配置 / }; pinctrl_csi1: csi1grp { fsl,pins = ; / 其他引脚配置 / }; }; 在这个例子中，`pinctrl_hog_1`和`pinctrl_csi1`是两个不同的引脚组配置，分别用于不同的外设

    `fsl,pins`属性则包含了具体的引脚配置信息，包括引脚复用功能和电气特性设置

     三、pinctrl API与驱动程序中的使用 驱动程序通常会通过pinctrl API进行引脚配置

    这些API包括： 1.pinctrl_get()：获取pinctrl句柄

     2.pinctrl_lookup_state()：获取特定状态的配置，如“active”、“idle”状态

     3.pinctrl_select_state()：将引脚配置切换到某个状态

     在驱动程序中，使用pinctrl通常遵循以下步骤： 1. 在设备树的probe函数中调用`pinctrl_get()`来获取pinctrl句柄

     2. 调用`pinctrl_lookup_state()`来获取特定状态的引脚配置

     3. 调用`pinctrl_select_state()`来设置引脚的状态，如活动或休眠

     例如，在一个UART驱动中，可能需要配置UART的TX和RX引脚为UART功能，并设置相应的电气特性

    这可以通过以下代码实现： struct pinctrlpinctrl; struct pinctrl_statepin_state; pinctrl =pinctrl_get(dev); if (IS_ERR(pinctrl)){ // 错误处理 returnPTR_ERR(pinctrl); } pin_state =pinctrl_lookup_state(pinctrl, uart_active); if (IS_ERR(pin_state)){ // 错误处理 pinctrl_put(pinctrl); returnPTR_ERR(pin_state); } if (pinctrl_select_state(pinctrl,pin_state) < { // 错误处理 pinctrl_put(pinctrl); return -EINVAL; } // 此时引脚已配置为UART功能 四、pinctrl在嵌入式系统中的应用价值 pinctrl子系统在嵌入式系统中的应用价值不言而喻

    它极大地简化了引脚配置的过程，使得开发人员能够更专注于应用程序的开发，而不是陷入繁琐的引脚配置工作中

    同时，pinctrl还支持引脚状态管理，使得引脚能够在不同的设备状态下自动切换配置，从而提高了系统的稳定性和可靠性