核心数据结构

引脚解析函数

引脚复用设置函数

状态图

设计理念

核心数据结构

1. pinctrl_dev：表示一个 pinctrl 控制器设备

2. pinctrl_desc：描述 pinctrl 控制器的特性

3. pinctrl_ops：提供引脚组操作的回调函数

4. pinmux_ops：提供引脚复用操作的回调函数

5. pinconf_ops：提供引脚配置操作的回调函数

6. pinctrl：表示一个客户端设备的 pinctrl 句柄

7. pinctrl_state：表示一个 pinctrl 状态，如 "default"、"sleep" 等

8. pinctrl_map：描述引脚控制映射关系

关键算法

1. 引脚查找算法：通过引脚名称或 ID 快速查找对应的引脚

2. 状态匹配算法：根据设备树中的状态名称匹配对应的 pinctrl 状态

3. 引脚分配算法：确保同一时间一个引脚只能被一个功能使用

4. 配置应用算法：将配置值正确应用到硬件寄存器

设计模式

驱动模型

工厂模式

策略模式

IMX Pincontroller 功能分析

功能1：描述、获得引脚：解析设备树

初始化流程

1. 驱动入口点：
• 从 imx6ul_pinctrl_init() 开始，注册平台驱动
• 调用 platform_driver_register(&imx6ul_pinctrl_driver)

2. 设备匹配与探测：
• 当设备树中匹配到 fsl,imx6ul-iomuxc 或 fsl,imx6ull-iomuxc-snvs 时
• 调用 imx6ul_pinctrl_probe() 函数
• 获取 SoC 特定信息 imx6ul_pinctrl_info 或 imx6ull_snvs_pinctrl_info
• 调用通用探测函数 imx_pinctrl_probe()

3. 设备树解析：
• imx_pinctrl_probe() 中调用 imx_pinctrl_probe_dt() 解析设备树
• 检查设备树格式（平铺或嵌套）：imx_pinctrl_dt_is_flat_functions()
• 分配内存存储 functions 和 groups 信息
• 解析 functions：imx_pinctrl_parse_functions()
• 解析 groups：imx_pinctrl_parse_groups()

4. 引脚组解析：
• imx_pinctrl_parse_groups() 解析每个引脚组
• 从设备树节点的 fsl,pins 属性获取引脚配置
• 根据 SoC 类型确定引脚配置大小（FSL_PIN_SIZE 或 SHARE_FSL_PIN_SIZE）
• 为每个引脚调用 imx_pinctrl_parse_pin_mem() 或 imx_pinctrl_parse_pin_scu()

设备树到引脚映射

1. 设备树到映射转换：
• imx_dt_node_to_map() 将设备树节点转换为 pinctrl 子系统的映射
• 查找对应的引脚组：imx_pinctrl_find_group_by_name()
• 创建复用映射（mux map）和配置映射（config map）

2. 引脚组查询：
• imx_get_groups_count() 获取引脚组数量
• imx_get_group_name() 获取引脚组名称
• imx_get_group_pins() 获取引脚组中的引脚

功能2：引脚复用

复用设置流程

1. 复用操作注册：
• 在 imx_pinctrl_probe() 中注册 imx_pmx_ops 操作集
• 包含 get_functions_count, get_function_name, get_function_groups, set_mux 等函数

2. 复用设置实现：
• imx_pmx_set() 设置引脚复用功能
• 获取指定组的所有引脚
• 遍历每个引脚，根据 SoC 类型调用：
• imx_pmx_set_one_pin_scu() (SCU 方式)
• imx_pmx_set_one_pin_mem() (内存映射方式)

3. 功能查询：
• imx_pmx_get_funcs_count() 获取功能数量
• imx_pmx_get_func_name() 获取功能名称
• imx_pmx_get_groups() 获取功能对应的引脚组

4. GPIO 方向设置：
• imx_pmx_gpio_set_direction() 设置 GPIO 方向
• 根据 SoC 类型调用 imx_pmx_backend_gpio_set_direction_mem()

功能3：引脚配置

配置设置流程

1. 配置操作注册：
• 在 imx_pinctrl_probe() 中注册 imx_pinconf_ops 操作集
• 包含 pin_config_get, pin_config_set 等函数

2. 配置获取实现：
• imx_pinconf_get() 获取引脚配置
• 根据 SoC 类型调用：
• imx_pinconf_backend_get_scu() (SCU 方式)
• imx_pinconf_backend_get_mem() (内存映射方式)

3. 配置设置实现：
• imx_pinconf_set() 设置引脚配置
• 根据 SoC 类型调用：
• imx_pinconf_backend_set_scu() (SCU 方式)
• imx_pinconf_backend_set_mem() (内存映射方式)

4. 配置调试：
• imx_pinconf_dbg_show() 显示引脚配置
• imx_pinconf_group_dbg_show() 显示引脚组配置

整体架构与调用关系

1. 初始化流程：

2. 引脚复用流程：

3. 引脚配置流程：

总结

1. 引脚描述与获取：通过解析设备树，建立引脚、引脚组和功能的映射关系

2. 引脚复用：设置引脚的功能复用，支持内存映射和 SCU 两种方式

3. 引脚配置：设置引脚的电气特性，如上拉/下拉、驱动强度等

IMX Pinctrl 驱动分析

一、Pinctrl 驱动与客户端驱动的区别

Pinctrl 驱动

1. 引脚复用：配置引脚的功能模式（如 GPIO、UART、I2C 等）

2. 引脚配置：设置引脚的电气特性（如上拉/下拉、驱动强度等）

3. 引脚分组：将相关引脚组织成逻辑组，便于统一管理

客户端驱动

1. 通过 pinctrl_get() 获取 pinctrl 句柄

2. 通过 pinctrl_lookup_state() 查找预定义的引脚状态

3. 通过 pinctrl_select_state() 应用引脚配置

二、Pinctrl 驱动与 Pinctrl 核心的关系

Pinctrl 核心

关系模型

1. Pinctrl 驱动通过 pinctrl_register() 向核心注册自己

2. Pinctrl 驱动实现 pinctrl_ops、pinmux_ops 和 pinconf_ops 接口

3. Pinctrl 核心调用这些接口来完成客户端的请求

三、Pinctrl 驱动开发流程

1. 准备工作

• 了解目标 SoC 的引脚控制器硬件规格

• 确定引脚编号、复用功能和配置选项

• 确定寄存器映射和位域定义

2. 定义基础数据结构

• 定义引脚枚举（如 imx6ul_pads 枚举）

• 定义引脚描述符数组（如 imx6ul_pinctrl_pads）

• 定义 SoC 特定信息结构体（如 imx_pinctrl_soc_info）

3. 实现 pinctrl_ops 接口

• get_groups_count：获取引脚组数量

• get_group_name：获取引脚组名称

• get_group_pins：获取引脚组中的引脚

• dt_node_to_map：将设备树节点转换为 pinctrl 映射

4. 实现 pinmux_ops 接口

• get_functions_count：获取功能数量

• get_function_name：获取功能名称

• get_function_groups：获取功能对应的引脚组

• set_mux：设置引脚复用功能

5. 实现 pinconf_ops 接口

• pin_config_get：获取引脚配置

• pin_config_set：设置引脚配置

• pin_config_group_get：获取引脚组配置

• pin_config_group_set：设置引脚组配置

6. 实现设备树解析

• 解析设备树中的引脚组和功能定义

• 将设备树配置转换为内部数据结构

7. 实现驱动探测函数

• 获取硬件资源（如寄存器映射）

• 初始化内部数据结构

• 注册 pinctrl 设备

8. 注册平台驱动

• 定义平台驱动结构体

• 实现匹配表（compatible 字符串）

• 注册驱动

四、IMX Pinctrl 驱动实现示例

1. 驱动入口点

2. 平台驱动定义

3. 设备匹配表

4. 探测函数

5. 通用探测实现

五、总结

1. pinctrl-imx.c 提供通用的 IMX 平台 pinctrl 实现

2. pinctrl-imx6ul.c 提供 IMX6UL 特定的引脚定义和驱动入口