政务服务网站建设性建议,东莞阳光网,深圳微信公众号,自助建站的一般流程文章目录Linux GPIO 开发指南1 概述1.1 编写目的1.2 适用范围1.3 相关人员2 模块介绍2.1 模块功能介绍2.2 相关术语介绍2.3 总体框架2.4 state/pinmux/pinconfig2.5 源码结构介绍3 模块配置3.1 kernel menuconfig 配置3.2 device tree 源码结构和路径3.2.1 device tree 对 gpio…
文章目录Linux GPIO 开发指南1 概述1.1 编写目的1.2 适用范围1.3 相关人员2 模块介绍2.1 模块功能介绍2.2 相关术语介绍2.3 总体框架2.4 state/pinmux/pinconfig2.5 源码结构介绍3 模块配置3.1 kernel menuconfig 配置3.2 device tree 源码结构和路径3.2.1 device tree 对 gpio 控制器的通用配置3.2.2 board.dts 板级配置4 模块接口说明4.1 pinctrl 接口说明4.1.1 pin4ctrl_get4.1.2 pinctrl_put4.1.3 devm_pinctrl_get4.1.4 devm_pinctrl_put4.1.5 pinctrl_lookup_state4.1.6 pinctrl_select_state4.1.7 devm_pinctrl_get_select4.1.8 devm_pinctrl_get_select_default4.1.9 pin_config_get4.1.10 pin_config_set4.2 gpio 接口说明4.2.1 gpio_request4.2.2 gpio_free4.2.3 gpio_direction_input4.2.5 __gpio_get_value4.2.6 __gpio_set_value4.2.7 of_get_named_gpio4.2.8 of_get_named_gpio_flags5 使用示例5.1 使用 pin 的驱动 dts 配置示例5.1.1 配置通用 GPIO 功能/中断功能5.1.2 用法二5.2 接口使用示例5.2.1 配置设备引脚5.2.2 获取 GPIO 号5.2.3 GPIO 属性配置5.3 设备驱动使用 GPIO 中断功能5.4 设备驱动设置中断 debounce 功能6 FAQ6.1 常用 debug 方法6.1.1 利用 sunxi_dump 读写相应寄存器6.1.2 利用 sunxi_pinctrl 的 debug 节点6.1.3 利用 pinctrl core 的 debug 节点6.1.4 GPIO 中断问题排查步骤6.1.4.1 GPIO 中断一直响应6.1.4.2 GPIO 检测不到中断Linux GPIO 开发指南
1 概述
1.1 编写目的
本文档对内核的 GPIO 接口使用进行详细的阐述让用户明确掌握 GPIO 配置、申请等操作的编程方法。
1.2 适用范围
表 1-1: 适用产品列表
内核版本驱动文件Linux-4.9 及以上pinctrl-sunxi.c
1.3 相关人员
本文档适用于所有需要在 Linux 内核 sunxi 平台上开发设备驱动的相关人员。
2 模块介绍
Pinctrl 框架是 linux 系统为统一各 SoC 厂商 pin 管理避免各 SoC 厂商各自实现相同 pin 管理子系统而提出的。目的是为了减少 SoC 厂商系统移植工作量。
2.1 模块功能介绍
许多 SoC 内部都包含 pin 控制器通过 pin 控制器我们可以配置一个或一组引脚的功能和特性。在软件上Linux 内核 pinctrl 驱动可以操作 pin 控制器为我们完成如下工作
• 枚举并且命名 pin 控制器可控制的所有引脚
• 提供引脚的复用能力
• 提供配置引脚的能力如驱动能力、上拉下拉、数据属性等。
• 与 gpio 子系统的交互
• 实现 pin 中断
2.2 相关术语介绍
表 2-1: Pinctrl 模块相关术语介绍
术语解释说明SUNXIAllwinner 一系列 SOC 硬件平台Pin controller是对硬件模块的软件抽象通常用来表示硬件控制器。能够处理引脚复用、属性配置等功能Pin根据芯片不同的封装方式可以表现为球形、针型等。软件上采用常用一组无符号的整数 [0-maxpin] 来表示Pin groups外围设备通常都不只一个引脚比如 SPI假设接在 SoC 的 {0,8,16,24} 管脚而另一个设备 I2C 接在 SoC 的 {24,25} 管脚。我们可以说这里有两个pin groups。很多控制器都需要处理 pin groups。因此管脚控制器子系统需要一个机制用来枚举管脚组且检索一个特定组中实际枚举的管脚Pinconfig管脚可以被软件配置成多种方式多数与它们作为输入/输出时的电气特性相关。例如可以设置一个输出管脚处于高阻状态或是 “三态”意味着它被有效地断开连接。或者可以通过设置将一个输入管脚与 VDD 或 GND 相连 (上拉/下拉)以便在没有信号驱动管脚时使管脚拥有确认值Pinmux引脚复用功能使用一个特定的物理管脚ball/pad/finger/等等进行多种扩展复用以支持不同功能的电气封装习惯Device tree犹如它的名字是一棵包括 cpu 的数量和类别、内存基地址、总线与桥、外设连接中断控制器和 gpio 以及 clock 等系统资源的树Pinctrl 驱动支持从device tree 中定义的设备节点获取 pin 的配置信息
2.3 总体框架
Sunxi Pinctrl 驱动模块的框架如下图所示整个驱动模块可以分成 4 个部分pinctrl api、pinctrl common frame、sunxi pinctrl driver以及 board configuration。图中最上面一层 device driver 表示 Pinctrl 驱动的使用者 图 2-1: pinctrl 驱动整体框架图
Pinctrl api: pinctrl 提供给上层用户调用的接口。
Pinctrl frameworkLinux 提供的 pinctrl 驱动框架。
Pinctrl sunxi driversunxi 平台需要实现的驱动。
Board configuration设备 pin 配置信息一般采用设备树进行配置。
2.4 state/pinmux/pinconfig
Pinctrl framework 主要处理 pinstate、pinmux 和 pinconfig 三个功能pinstate 和 pinmux、pinconfig 映射关系如下图所示。 图 2-2: pinctrl 驱动 framework 图
系统运行在不同的状态pin 配置有可能不一样比如系统正常运行时设备的 pin 需要一组配置但系统进入休眠时为了节省功耗设备 pin 需要另一组配置。Pinctrl framwork 能够有效管理设备在不同状态下的引脚配置。
2.5 源码结构介绍
linux
|
|-- drivers
| |-- pinctrl
| | |-- Kconfig
| | |-- Makefile
| | |-- core.c
| | |-- core.h
| | |-- devicetree.c
| | |-- devicetree.h
| | |-- pinconf.c
| | |-- pinconf.h
| | |-- pinmux.c
| | -- pinmux.h
| -- sunxi
| |-- pinctrl-sunxi-test.c
| |-- pinctrl-sun*.c
| -- pinctrl-sun*-r.c
-- include
-- linux
-- pinctrl
|-- consumer.h
|-- devinfo.h
|-- machine.h
|-- pinconf-generic.h
|-- pinconf.h
|-- pinctrl-state.h
|-- pinctrl.h
-- pinmux.h3 模块配置
3.1 kernel menuconfig 配置
进入 longan 根目录执行./build.sh menuconfig
进入配置主界面并按以下步骤操作:
首先选择 Device Drivers 选项进入下一级配置如下图所示 图 3-1: 内核 menuconfig 根菜单
选择 Pin controllers, 进入下级配置如下图所示 图 3-2: 内核 menuconfig device drivers 菜单
选择 Allwinner SoC PINCTRL DRIVER, 进入下级配置如下图所示 图 3-3: 内核 menuconfig pinctrl drivers 菜单
Sunxi pinctrl driver 默认编译进内核如下图以 sun50iw9p1 平台为例其他平台类似所示 图 3-4: 内核 menuconfig allwinner pinctrl drivers 菜单
3.2 device tree 源码结构和路径
对于 Linux4.9
• 设备树文件的配置是该 SoC 所有方案的通用配置对于 ARM64 CPU 而言设备树的路径为kernel/{KERNEL}/arch/arm64/boot/dts/sunxi/sun*-pinctrl.dtsi。
• 设备树文件的配置是该 SoC 所有方案的通用配置对于 ARM32 CPU 而言设备树的路径为kernel/{KERNEL}/arch/arm32/boot/dts/sun*-pinctrl.dtsi。
• 板级设备树 (board.dts) 路径/device/config/chips/{IC}/configs/{BOARD}/board.dts
device tree 的源码结构关系如下
board.dts
|--------sun*.dtsi|------sun*-pinctrl.dtsi|------sun*-clk.dtsi对于 Linux5.4:
• 设备树文件的配置是该 SoC 所有方案的通用配置对于 ARM64 CPU 而言5.4 内核中不再维护单独的 pinctrl 的 dtsi直接将 pin 的信息放在了kernel/{KERNEL}/arch/arm32/boot/dts/sun*.dtsi
• 设备树文件的配置是该 SoC 所有方案的通用配置对于 ARM32 CPU 而言5.4 内核中不再维护单独的 pinctrl 的 dtsi直接将 pin 的信息放在了kernel/{KERNEL}/arch/arm32/boot/dts/sun*.dtsi
• 板级设备树 (board.dts) 路径/device/config/chips/{IC}/configs/{BOARD}/board.dts
• device tree 的源码包含关系如下
board.dts|--------sun*.dtsi3.2.1 device tree 对 gpio 控制器的通用配置
在 kernel/{KERNEL}/arch/arm64/boot/dts/sunxi/sun*-pinctrl.dtsi* 文件中 (Linux5.4 直接放在 sun.dtsi 中)配置了该 SoC 的 pinctrl 控制器的通用配置信息一般不建议修改有 pinctrl 驱动维护者维护。目前在 sunxi 平台我们根据电源域注册两个 pinctrl 设备r_pio 设 备 (PL0 后的所有 pin) 和 pio 设备 (PL0 前的所有 pin)两个设备的通用配置信息如下
r_pio: pinctrl07022000 {compatible allwinner,sun50iw9p1-r-pinctrl; //兼容属性用于驱动和设备绑定reg 0x0 0x07022000 0x0 0x400; //寄存器基地址0x07022000和范围0x400clocks clk_cpurpio; //r_pio设置使用的时钟 device_type r_pio; //设备类型属性 gpio-controller; //表示是一个gpio控制器 interrupt-controller; //表示一个中断控制器不支持中断可以删除 #interrupt-cells 3; //pin中断属性需要配置的参数个数不支持中断可以删除 #size-cells 0; //没有使用配置0#gpio-cells 6; //gpio属性配置需要的参数个数,对于linux-5.4为3/** 以下配置为模块使用的pin的配置模块通过引用相应的节点对pin进行操作* 由于不同板级的pin经常改变建议通过板级dts修改参考下一小节*/s_rsb0_pins_a: s_rsb00 {allwinner,pins PL0, PL1;allwinner,function s_rsb0;allwinner,muxsel 2;allwinner,drive 2;allwinner,pull 1;};/** 以下配置为linux-5.4模块使用pin的配置模块通过引用相应的节点对pin进行操作* 由于不同板级的pin经常改变建议将模块pin的引用放到board dts中*类似pinctrl-0 scr1_ph_pins;),并使用scr1_ph_pins这种更有标识性的名字。*/scr1_ph_pins: scr1-ph-pins {pins PH0, PH1;function sim1;drive-strength 10;bias-pull-up;};
};pio: pinctrl0300b000 {compatible allwinner,sun50iw9p1-pinctrl; //兼容属性用于驱动和设备绑定reg 0x0 0x0300b000 0x0 0x400; //寄存器基地址0x0300b000和范围0x400interrupts GIC_SPI 51 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH, /* AW1823_GIC_Spec: GPIOA: 83-3251 */GIC_SPI 52 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH,GIC_SPI 53 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH,GIC_SPI 54 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH,GIC_SPI 55 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH,GIC_SPI 56 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH,GIC_SPI 57 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH; //该设备每个bank支持的中断配置和gic中断号每个中断号对应一个支持中断的bankdevice_type pio; //设备类型属性clocks clk_pio, clk_losc, clk_hosc; //该设备使用的时钟gpio-controller; //表示是一个gpio控制器interrupt-controller; //表示是一个中断控制器#interrupt-cells 3; //pin中断属性需要配置的参数个数不支持中断可以删除#size-cells 0; //没有使用#gpio-cells 6; //gpio属性需要配置的参数个数,对于linux-5.4为3/* takes the debounce time in usec as argument */
}3.2.2 board.dts 板级配置
board.dts 用于保存每个板级平台的设备信息 (如 demo 板、demo2.0 板等等)以 demo 板为例board.dts 路径如下
/device/config/chips/{CHIP}/configs/demo/board.dts
在 board.dts 中的配置信息如果在 *.dtsi 中 (如 sun50iw9p1.dtsi 等) 存在则会存在以下覆盖规则
• 相同属性和结点board.dts 的配置信息会覆盖 *.dtsi 中的配置信息。
• 新增加的属性和结点会追加到最终生成的 dtb 文件中。
linux-4.9 上面 pinctrl 中一些模块使用 board.dts 的简单配置如下
pio: pinctrl0300b000 {input-debounce 0 0 0 0 0 0 0; /*配置中断采样频率每个对应一个支持中断的bank单位us*/spi0_pins_a: spi00 {allwinner,pins PC0, PC2, PC4; allwinner,pname spi0_sclk, spi0_mosi, spi0_miso; allwinner,function spi0; };
};对于 linux-5.4不建议采用上面的覆盖方式而是修改驱动 pinctrl-0 引用的节点。
linux-5.4 上面 board.dts 的配置如下
pio{input-debounce 0 0 0 0 1 0 0 0 0; //配置中断采样频率每个对应一个支持中断的bank单位usvcc-pe-supply reg_pio1_8; //配置IO口耐压值例如这里的含义是将pe口设置成1.8v耐压值
};4 模块接口说明
4.1 pinctrl 接口说明
4.1.1 pin4ctrl_get
• 函数原型struct pinctrl *pinctrl_get(struct device *dev);
• 作用获取设备的 pin 操作句柄所有 pin 操作必须基于此 pinctrl 句柄。
• 参数
dev: 指向申请 pin 操作句柄的设备句柄。
• 返回 成功返回 pinctrl 句柄。 失败返回 NULL。
4.1.2 pinctrl_put
• 函数原型void pinctrl_put(struct pinctrl *p)
• 作用释放 pinctrl 句柄必须与 pinctrl_get 配对使用。
• 参数
• p: 指向释放的 pinctrl 句柄。
• 返回
• 没有返回值。
! 警告
必须与 pinctrl_get 配对使用。
4.1.3 devm_pinctrl_get
• 函数原型struct pinctrl *devm_pinctrl_get(struct device *dev)
• 作用根据设备获取 pin 操作句柄所有 pin 操作必须基于此 pinctrl 句柄与 pinctrl_get功能完全一样只是 devm_pinctrl_get 会将申请到的 pinctrl 句柄做记录绑定到设备句柄信息中。设备驱动申请 pin 资源推荐优先使用 devm_pinctrl_get 接口。
• 参数
• dev: 指向申请 pin 操作句柄的设备句柄。
• 返回
• 成功返回 pinctrl 句柄。
• 失败返回 NULL。
4.1.4 devm_pinctrl_put
• 函数原型void devm_pinctrl_put(struct pinctrl *p)
• 作用释放 pinctrl 句柄必须与 devm_pinctrl_get 配对使用。
• 参数
• p: 指向释放的 pinctrl 句柄。
• 返回
• 没有返回值。
! 警告
必须与 devm_pinctrl_get 配对使用可以不显式的调用该接口。
4.1.5 pinctrl_lookup_state
• 函数原型struct pinctrl_state *pinctrl_lookup_state(struct pinctrl *p, const char *name)
• 作用根据 pin 操作句柄查找 state 状态句柄。
• 参数
• p: 指向要操作的 pinctrl 句柄。
• name: 指向状态名称如 “default”、“sleep” 等。
• 返回
• 成功返回执行 pin 状态的句柄 struct pinctrl_state *。
• 失败返回 NULL。
4.1.6 pinctrl_select_state
• 函数原型int pinctrl_select_state(struct pinctrl *p, struct pinctrl_state *s)
• 作用将 pin 句柄对应的 pinctrl 设置为 state 句柄对应的状态。
• 参数
• p: 指向要操作的 pinctrl 句柄。
• s: 指向 state 句柄。
• 返回
• 成功返回 0。
• 失败返回错误码。
4.1.7 devm_pinctrl_get_select
• 函数原型struct pinctrl *devm_pinctrl_get_select(struct device *dev, const char *name)
• 作用获取设备的 pin 操作句柄并将句柄设定为指定状态。
• 参数
• dev: 指向管理 pin 操作句柄的设备句柄。
• name: 要设置的 state 名称如 “default”、“sleep” 等。
• 返回
• 成功返回 pinctrl 句柄。
• 失败返回 NULL。
4.1.8 devm_pinctrl_get_select_default
• 函数原型struct pinctrl *devm_pinctrl_get_select_default(struct device *dev)
• 作用获取设备的 pin 操作句柄并将句柄设定为默认状态。
• 参数
• dev: 指向管理 pin 操作句柄的设备句柄。
• 返回
• 成功返回 pinctrl 句柄。
• 失败返回 NULL。
4.1.9 pin_config_get
• 作用获取指定 pin 的属性。
• 参数
• dev_name: 指向 pinctrl 设备。
• name: 指向 pin 名称。
• config: 保存 pin 的配置信息。
• 返回
• 成功返回 pin 编号。
• 失败返回错误码。
! 警告
该接口在 linux-5.4 已经移除。
4.1.10 pin_config_set
• 作用设置指定 pin 的属性。
• 参数
• dev_name: 指向 pinctrl 设备。
• name: 指向 pin 名称。
• config:pin 的配置信息。
• 返回
• 成功返回 0。
• 失败返回错误码。
! 警告
该接口在 linux-5.4 已经移除。
4.2 gpio 接口说明
4.2.1 gpio_request
• 函数原型int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
• 作用申请 gpio获取 gpio 的访问权。
• 参数
• gpio:gpio 编号。
• label:gpio 名称可以为 NULL。
• 返回
• 成功返回 0。
• 失败返回错误码。
4.2.2 gpio_free
• 函数原型void gpio_free(unsigned gpio)
• 作用释放 gpio。
• 参数
• gpio:gpio 编号。
• 返回
• 无返回值。
4.2.3 gpio_direction_input
• 函数原型int gpio_direction_input(unsigned gpio)
• 作用设置 gpio 为 input。
• 参数
• gpio:gpio 编号。
• 返回
• 成功返回 0。
• 失败返回错误码。
4.2.5 __gpio_get_value
• 函数原型int __gpio_get_value(unsigned gpio)
• 作用获取 gpio 电平值 (gpio 已为 input/output 状态)。
• 参数
• gpio:gpio 编号。
• 返回
• 返回 gpio 对应的电平逻辑1 表示高, 0 表示低。
4.2.6 __gpio_set_value
• 函数原型void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)
• 作用设置 gpio 电平值 (gpio 已为 input/output 状态)。
• 参数
• gpio:gpio 编号。
• value: 期望设置的 gpio 电平值非 0 表示高, 0 表示低。
• 返回
• 无返回值
4.2.7 of_get_named_gpio
• 函数原型int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index)
• 作用通过名称从 dts 解析 gpio 属性并返回 gpio 编号。
• 参数
• np: 指向使用 gpio 的设备结点。
• propname:dts 中属性的名称。
• index:dts 中属性的索引值。
• 返回
• 成功返回 gpio 编号。
• 失败返回错误码。
4.2.8 of_get_named_gpio_flags
• 函数原型int of_get_named_gpio_flags(struct device_node *np, const char *list_name, int index,
enum of_gpio_flags *flags)
• 作用通过名称从 dts 解析 gpio 属性并返回 gpio 编号。
• 参数
• np: 指向使用 gpio 的设备结点。
• propname:dts 中属性的名称。
• index:dts 中属性的索引值
• flags: 在 sunxi 平台上必须定义为 struct gpio_config * 类型变量因为 sunxi pinctrl的 pin 支持上下拉 驱动能力等信息而内核 enum of_gpio_flags * 类型变量只能包含输入、输出信息后续 sunxi 平台 需要标准化该接口。
• 返回
• 成功返回 gpio 编号。
• 失败返回错误码。
! 警告
该接口的 flags 参数在 sunxi linux-4.9 及以前的平台上必须定义为 struct gpio_config 类型变量。linux-5.4 已经标准化该接口直接采用 enum of_gpio_flags 的定义。
5 使用示例
5.1 使用 pin 的驱动 dts 配置示例
对于使用 pin 的驱动来说驱动主要设置 pin 的常用的几种功能列举如下
• 驱动使用者只配置通用 GPIO, 即用来做输入、输出和中断的
• 驱动使用者设置 pin 的 pin mux如 uart 设备的 pin,lcd 设备的 pin 等用于特殊功能
• 驱动使用者既要配置 pin 的通用功能也要配置 pin 的特性
下面对常见使用场景进行分别介绍。
5.1.1 配置通用 GPIO 功能/中断功能
用法一配置 GPIO中断device tree 配置 demo 如下所示
soc{...gpiokey {device_type gpiokey; compatible gpio-keys;ok_key {device_type ok_key;label ok_key;gpios r_pio PL 0x4 0x0 0x1 0x0 0x1; //如果是linux-5.4则应该为gpios r_pio 0 4 GPIO_ACTIVE_HIGH;linux,input-type 1;linux,code 0x1c;wakeup-source 0x1;};};...
};说明
说明gpio in/gpio out/ interrupt采用dts的配置方法配置参数解释如下
对于linux-4.9:
gpios r_pio PL 0x4 0x0 0x1 0x0 0x1;| | | | | | ---输出电平只有output才有效| | | | | -------驱动能力值为0x0时采用默认值| | | | -----------上下拉值为0x1时采用默认值| | | ---------------复用类型| | -------------------当前bank中哪个引脚| -----------------------哪个bank---------------------------指向哪个pio属于cpus要用r_pio
使用上述方式配置gpio时需要驱动调用以下接口解析dts的配置参数
int of_get_named_gpio_flags(struct device_node *np, const char *list_name, int index,
enum of_gpio_flags *flags)
拿到gpio的配置信息后(保存在flags参数中见4.2.8.小节)在根据需要调用相应的标准接口实现自己的功能
对于linux-5.4:
gpios r_pio 0 4 GPIO_ACTIVE_HIGH;| | || | -------------------gpio active时状态如果需要上下拉还可以或上GPIO_PULL_UP、GPIO_PULL_DOWN标志| -----------------------哪个bank---------------------------指向哪个pio属于cpus要用r_pio5.1.2 用法二
用法二配置设备引脚device tree 配置 demo 如下所示
device tree对应配置
soc{pio: pinctrl0300b000 {...uart0_ph_pins_a: uart0-ph-pins-a {allwinner,pins PH7, PH8; allwinner,function uart0; allwinner,muxsel 3;allwinner,drive 0x1;allwinner,pull 0x1;};/* 对于linux-5.4 请使用下面这种方式配置 */mmc2_ds_pin: mmc2-ds-pin {pins PC1;function mmc2;drive-strength 30;bias-pull-up;};...}...uart0: uart05000000 {compatible allwinner,sun8i-uart;device_type uart0;reg 0x0 0x05000000 0x0 0x400;interrupts GIC_SPI 49 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH;clocks clk_uart0;pinctrl-names default, sleep;pinctrl-0 uart0_pins_a;pinctrl-1 uart0_pins_b;uart0_regulator vcc-io;uart0_port 0;uart0_type 2;};...
};其中
• pinctrl-0 对应 pinctrl-names 中的 default即模块正常工作模式下对应的 pin 配置
• pinctrl-1 对应 pinctrl-names 中的 sleep即模块休眠模式下对应的 pin 配置
5.2 接口使用示例
5.2.1 配置设备引脚
一般设备驱动只需要使用一个接口 devm_pinctrl_get_select_default 就可以申请到设备所有pin 资源。
static int sunxi_pin_req_demo(struct platform_device *pdev)
{ struct pinctrl *pinctrl;/* request device pinctrl, set as default state */pinctrl devm_pinctrl_get_select_default(pdev-dev);if (IS_ERR_OR_NULL(pinctrl))return -EINVAL;return 0;
}5.2.2 获取 GPIO 号
static int sunxi_pin_req_demo(struct platform_device *pdev)
{struct device *dev pdev-dev;struct device_node *np dev-of_node;unsigned int gpio;#get gpio config in device node.gpio of_get_named_gpio(np, vdevice_3, 0);if (!gpio_is_valid(gpio)) {if (gpio ! -EPROBE_DEFER)dev_err(dev, Error getting vdevice_3\n);return gpio;}
}5.2.3 GPIO 属性配置
通过 pin_config_set/pin_config_get/pin_config_group_set/pin_config_group_get 接口单独控制指定 pin 或 group 的相关属性。
static int pctrltest_request_all_resource(void)
{struct device *dev;struct device_node *node;struct pinctrl *pinctrl;struct sunxi_gpio_config *gpio_list NULL;struct sunxi_gpio_config *gpio_cfg;unsigned gpio_count 0;unsigned gpio_index;unsigned long config;int ret;dev bus_find_device_by_name(platform_bus_type, NULL, sunxi_ptest_data-dev_name);if (!dev) {pr_warn(find device [%s] failed...\n, sunxi_ptest_data-dev_name);return -EINVAL;}node of_find_node_by_type(NULL, dev_name(dev));if (!node) {pr_warn(find node for device [%s] failed...\n, dev_name(dev));return -EINVAL;}dev-of_node node;pr_warn(%s\n, __func__);pr_warn(device[%s] all pin resource we want to request\n, dev_name(dev));pr_warn(-----------------------------------------------\n);pr_warn(step1: request pin all resource.\n);pinctrl devm_pinctrl_get_select_default(dev);if (IS_ERR_OR_NULL(pinctrl)) {pr_warn(request pinctrl handle for device [%s] failed...\n, dev_name(dev));return -EINVAL;}pr_warn(step2: get device[%s] pin count.\n, dev_name(dev));ret dt_get_gpio_list(node, gpio_list, gpio_count);if (ret 0 || gpio_count 0) {pr_warn( devices own 0 pin resource or look for main key failed!\n);return -EINVAL;}pr_warn(step3: get device[%s] pin configure and check.\n, dev_name(dev));for (gpio_index 0; gpio_index gpio_count; gpio_index) {gpio_cfg gpio_list[gpio_index];/*check function config */config SUNXI_PINCFG_PACK(SUNXI_PINCFG_TYPE_FUNC, 0xFFFF);pin_config_get(SUNXI_PINCTRL, gpio_cfg-name, config);if (gpio_cfg-mulsel ! SUNXI_PINCFG_UNPACK_VALUE(config)) {pr_warn(failed! mul value isnt equal as dt.\n);return -EINVAL;}/*check pull config */if (gpio_cfg-pull ! GPIO_PULL_DEFAULT) {config SUNXI_PINCFG_PACK(SUNXI_PINCFG_TYPE_PUD, 0xFFFF);pin_config_get(SUNXI_PINCTRL, gpio_cfg-name, config);if (gpio_cfg-pull ! SUNXI_PINCFG_UNPACK_VALUE(config)) {pr_warn(failed! pull value isnt equal as dt.\n);return -EINVAL;}}/*check dlevel config */if (gpio_cfg-drive ! GPIO_DRVLVL_DEFAULT) {config SUNXI_PINCFG_PACK(SUNXI_PINCFG_TYPE_DRV, 0XFFFF);pin_config_get(SUNXI_PINCTRL, gpio_cfg-name, config);if (gpio_cfg-drive ! SUNXI_PINCFG_UNPACK_VALUE(config)) {pr_warn(failed! dlevel value isnt equal as dt.\n);return -EINVAL;}}/*check data config */if (gpio_cfg-data ! GPIO_DATA_DEFAULT) {config SUNXI_PINCFG_PACK(SUNXI_PINCFG_TYPE_DAT, 0XFFFF);pin_config_get(SUNXI_PINCTRL, gpio_cfg-name, config);if (gpio_cfg-data ! SUNXI_PINCFG_UNPACK_VALUE(config)) {pr_warn(failed! pin data value isnt equal as dt.\n);return -EINVAL;}}}pr_warn(-----------------------------------------------\n);pr_warn(test pinctrl request all resource success!\n);pr_warn(end\n\n);return 0;
}
注需要注意存在SUNXI_PINCTRL和SUNXI_R_PINCTRL两个pinctrl设备cpus域的pin需要使用
SUNXI_R_PINCTRL! 警告
linux5.4 中 使 用 pinctrl_gpio_set_config 配 置 gpio 属 性 对 应 使 用pinconf_to_config_pack 生成 config 参数
• SUNXI_PINCFG_TYPE_FUNC 已不再生效暂未支持 FUNC 配置建议使用 pinctrl_select_state接口代替
• SUNXI_PINCFG_TYPE_PUD 更新为内核标准定义PIN_CONFIG_BIAS_PULL_UP/PIN_CONFIG_BIAS_PULL_DOWN
• SUNXI_PINCFG_TYPE_DRV 更新为内核标准定义PIN_CONFIG_DRIVE_STRENGTH相应的 val 对应关系为4.9-5.4: 0-10, 1-20…
• SUNXI_PINCFG_TYPE_DAT 已不再生效暂未支持 DAT 配置建议使用 gpio_direction_output或者 __gpio_set_value 设置电平值
5.3 设备驱动使用 GPIO 中断功能
方式一通过 gpio_to_irq 获取虚拟中断号然后调用申请中断函数即可目前 sunxi-pinctrl 使用 irq-domain 为 gpio 中断实现虚拟 irq 的功能使用 gpio 中断功能时设备驱动只需要通过 gpio_to_irq 获取虚拟中断号后其他均可以按标准 irq 接口操作。
static int sunxi_gpio_eint_demo(struct platform_device *pdev)
{ struct device *dev pdev-dev;int virq;int ret;/* map the virq of gpio */virq gpio_to_irq(GPIOA(0));if (IS_ERR_VALUE(virq)) {pr_warn(map gpio [%d] to virq failed, errno %d\n,GPIOA(0), virq);return -EINVAL;}pr_debug(gpio [%d] map to virq [%d] ok\n, GPIOA(0), virq);/* request virq, set virq type to high level trigger */ret devm_request_irq(dev, virq, sunxi_gpio_irq_test_handler,IRQF_TRIGGER_HIGH, PA0_EINT, NULL);if (IS_ERR_VALUE(ret)) {pr_warn(request virq %d failed, errno %d\n, virq, ret);return -EINVAL;}return 0;
}方式二通过 dts 配置 gpio 中断通过 dts 解析函数获取虚拟中断号最后调用申请中断函数即可demo 如下所示
dts配置如下
soc{...Vdevice: vdevice0 {compatible allwinner,sun8i-vdevice;device_type Vdevice;interrupt-parent pio; /*依赖的中断控制器(带interrupt-controller属性的结 点)*/interrupts PD 3 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH;| | ------------------中断触发条件、类型| -------------------------pin bank内偏移---------------------------哪个bankpinctrl-names default;pinctrl-0 vdevice_pins_a;test-gpios pio PC 3 1 2 2 1;status okay;};...
};在驱动中通过 platform_get_irq() 标准接口获取虚拟中断号如下所示
static int sunxi_pctrltest_probe(struct platform_device *pdev)
{ struct device_node *np pdev-dev.of_node;struct gpio_config config;int gpio, irq;int ret;if (np NULL) {pr_err(Vdevice failed to get of_node\n);return -ENODEV;}....irq platform_get_irq(pdev, 0);if (irq 0) {printk(Get irq error!\n);return -EBUSY;}.....sunxi_ptest_data-irq irq;......return ret;
}//申请中断
static int pctrltest_request_irq(void)
{int ret;int virq sunxi_ptest_data-irq;int trigger IRQF_TRIGGER_HIGH;reinit_completion(sunxi_ptest_data-done);pr_warn(step1: request irq(%s level) for irq:%d.\n,trigger IRQF_TRIGGER_HIGH ? high : low, virq);ret request_irq(virq, sunxi_pinctrl_irq_handler_demo1,trigger, PIN_EINT, NULL);if (IS_ERR_VALUE(ret)) {pr_warn(request irq failed !\n);return -EINVAL;}pr_warn(step2: wait for irq.\n);ret wait_for_completion_timeout(sunxi_ptest_data-done, HZ);if (ret 0) {pr_warn(wait for irq timeout!\n);free_irq(virq, NULL);return -EINVAL;}free_irq(virq, NULL);pr_warn(-----------------------------------------------\n);pr_warn(test pin eint success !\n);pr_warn(end\n\n\n);return 0;
}5.4 设备驱动设置中断 debounce 功能
方式一通过 dts 配置每个中断 bank 的 debounce以 pio 设备为例如下所示
pio {/* takes the debounce time in usec as argument */input-debounce 0 0 0 0 0 0 0;| | | | | | ----------PA bank| | | | | ------------PC bank| | | | --------------PD bank| | | ----------------PF bank| | ------------------PG bank| --------------------PH bank----------------------PI bank
};注意input-debounce 的属性值中需把 pio 设备支持中断的 bank 都配上如果缺少会以bank 的顺序设置相应的属性值到 debounce 寄存器缺少的 bank 对应的 debounce 应该是默认值启动时没修改的情况。sunxi linux-4.9 平台中断采样频率最大是 24M, 最小 32kdebounce 的属性值只能为 0 或 1。对于 linux-5.4debounce 取值范围是 0~1000000单位 usec。
方式二驱动模块调用 gpio 相关接口设置中断 debounce
static inline int gpio_set_debounce(unsigned gpio, unsigned debounce);
int gpiod_set_debounce(struct gpio_desc *desc, unsigned debounce);在驱动中调用上面两个接口即可设置 gpio 对应的中断 debounce 寄存器注意debounce 是以 ms 为单位的 (linux-5.4 已经移除这个接口)。
6 FAQ
6.1 常用 debug 方法
6.1.1 利用 sunxi_dump 读写相应寄存器
需要开启 SUNXI_DUMP 模块
make kernel_menuconfig--- Device Drivers--- dump reg driver for sunxi platform (选中)使用方法
cd /sys/class/sunxi_dump
1.查看一个寄存器
echo 0x0300b048 dump ;cat dump
2.写值到寄存器上
echo 0x0300b058 0xfff write ;cat write
3.查看一片连续寄存器
echo 0x0300b000,0x0300bfff dump;cat dump4.写一组寄存器的值
echo 0x0300b058 0xfff,0x0300b0a0 0xfff write;cat write通过上述方式可以查看修改相应gpio的寄存器从而发现问题所在。6.1.2 利用 sunxi_pinctrl 的 debug 节点
需要开启 DEBUG_FS
make kernel_menuconfig--- Kernel hacking--- Compile-time checks and compiler options--- Debug Filesystem (选中)挂载文件节点并进入相应目录
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
cd /sys/kernel/debug/sunxi_pinctrl1.查看 pin 的配置:
echo PC2 sunxi_pin
cat sunxi_pin_configure结果如下图所示 图 6-1: 查看 pin 配置图
2.修改 pin 属性
每个 pin 都有四种属性如复用 (function)数据 (data)驱动能力 (dlevel)上下拉 (pull)
修改 pin 属性的命令如下
echo PC2 1 pull;cat pull
cat sunxi_pin_configure //查看修改情况修改后结果如下图所示 图 6-2: 修改结果图
注意在 sunxi 平台目前多个 pinctrl 的设备分别是 pio 和 r_pio 和 axpxxx-gpio当操作 PL 之后的 pin 时请通过以下命令切换 pin 的设备否则操作失败切换命令如下
echo pio /sys/kernel/debug/sunxi_pinctrl/dev_name //切换到pio设备
cat /sys/kernel/debug/sunxi_pinctrl/dev_name
echo r_pio /sys/kernel/debug/sunxi_pinctrl/dev_name //切换到r_pio设备
cat /sys/kernel/debug/sunxi_pinctrl/dev_name修改结果如下图所示 图 6-3: pin 设备图
6.1.3 利用 pinctrl core 的 debug 节点
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
cd /sys/kernel/debug/sunxi_pinctrl1.查看 pin 的管理设备
cat pinctrl-devices结果如下图所示: 图 6-4: pin 设备图
2.查看 pin 的状态和对应的使用设备
结果如下图 log 所示
console:/sys/kernel/debug/pinctrl # ls
pinctrl-devices pinctrl-handles pinctrl-maps pio r_pio
console:/sys/kernel/debug/pinctrl # cat pinctrl-handles
Requested pin control handlers their pinmux maps:
device: twi3 current state: sleepstate: defaulttype: MUX_GROUP controller pio group: PA10 (10) function: twi3 (15)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PA10 (10)config 00001409
config 00000005type: MUX_GROUP controller pio group: PA11 (11) function: twi3 (15)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PA11 (11)config 00001409
config 00000005state: sleeptype: MUX_GROUP controller pio group: PA10 (10) function: io_disabled (5)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PA10 (10)config 00001409
config 00000001type: MUX_GROUP controller pio group: PA11 (11) function: io_disabled (5)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PA11 (11)config 00001409
config 00000001
device: twi5 current state: defaultstate: defaulttype: MUX_GROUP controller r_pio group: PL0 (0) function: s_twi0 (3)type: CONFIGS_GROUP controller r_pio group PL0 (0)config 00001409
config 00000005type: MUX_GROUP controller r_pio group: PL1 (1) function: s_twi0 (3)type: CONFIGS_GROUP controller r_pio group PL1 (1)config 00001409
config 00000005state: sleeptype: MUX_GROUP controller r_pio group: PL0 (0) function: io_disabled (4)type: CONFIGS_GROUP controller r_pio group PL0 (0)config 00001409
config 00000001type: MUX_GROUP controller r_pio group: PL1 (1) function: io_disabled (4)type: CONFIGS_GROUP controller r_pio group PL1 (1)config 00001409
config 00000001
device: soc03000000:pwm50300a000 current state: activestate: activetype: MUX_GROUP controller pio group: PA12 (12) function: pwm5 (16)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PA12 (12)config 00000001
config 00000000
config 00000000state: sleeptype: MUX_GROUP controller pio group: PA12 (12) function: io_disabled (5)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PA12 (12)config 00000001
config 00000000
config 00000000
device: uart0 current state: defaultstate: defaultstate: sleep
device: uart1 current state: defaultstate: defaulttype: MUX_GROUP controller pio group: PG6 (95) function: uart1 (37)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG6 (95)config 00001409
config 00000005type: MUX_GROUP controller pio group: PG7 (96) function: uart1 (37)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG7 (96)config 00001409
config 00000005type: MUX_GROUP controller pio group: PG8 (97) function: uart1 (37)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG8 (97)config 00001409
config 00000005type: MUX_GROUP controller pio group: PG9 (98) function: uart1 (37)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG9 (98)config 00001409
config 00000005state: sleeptype: MUX_GROUP controller pio group: PG6 (95) function: io_disabled (5)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG6 (95)config 00001409
config 00000001type: MUX_GROUP controller pio group: PG7 (96) function: io_disabled (5)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG7 (96)config 00001409
config 00000001type: MUX_GROUP controller pio group: PG8 (97) function: io_disabled (5)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG8 (97)config 00001409
config 00000001type: MUX_GROUP controller pio group: PG9 (98) function: io_disabled (5)type: CONFIGS_GROUP controller pio group PG9 (98)config 00001409
....从上面的部分 log 可以看到那些设备管理的 pin 以及 pin 当前的状态是否正确。以 twi3 设备为例twi3 管理的 pin 有 PA10/PA11分别有两组状态 sleep 和 defaultdefault 状态表示使用状态sleep 状态表示 pin 处于 io disabled 状态表示 pin 不可正常使用twi3 设备使用的 pin 当前状态处于 sleep 状态的。
6.1.4 GPIO 中断问题排查步骤
6.1.4.1 GPIO 中断一直响应 排查中断信号是否一直触发中断 利用 sunxi_dump 节点确认中断 pending 位是否没有清 (参考 6.1.1 小节) 是否在 gpio 中断服务程序里对中断检测的 gpio 进行 pin mux 的切换不允许这样切换否则会导致中断异常
6.1.4.2 GPIO 检测不到中断 排查中断信号是否正常若不正常则排查硬件若正常则跳到步骤 2 利用 sunxi_dump 节点查看 gpio 中断 pending 位是否置起若已经置起则跳到步骤5否则跳到步骤 3 利用 sunxi_dump 节点查看 gpio 的中断触发方式是否配置正确若正确则跳到步骤 4否则跳到步骤 5 检查中断的采样时钟默认应该是 32k可以通过 sunxi_dump 节点切换 gpio 中断采样时钟到 24M 进行实验 利用 sunxi_dump确认中断是否使能
