imx6设备树pinctrl解析

2023-12-23 21:29:57

最近在移植linux，用到kernel版本为3.14.28，在高版本的内核源码中用到了设备树（device-tree），设备树中用到pinctrl的配置，记录一下。

1、普通设置

在配置串口时，pinctrl的配置信息如下所示：

&uart2 {  
    pinctrl-names = "default";  
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart2>;  
    status = "okay";  
};  
  
//。。。。。。。。  
pinctrl_uart2: uart2grp {  
            fsl,pins = <  
                MX6QDL_PAD_SD4_DAT7__UART2_TX_DATA  0x1b0b1  
                MX6QDL_PAD_SD4_DAT4__UART2_RX_DATA  0x1b0b1  
            >;  
};

这里的MX6QDL_PAD_SD4_DAT7__UART2_TX_DATA在imx6dl-pinfunc.h文件中有如下定义:

MX6QDL_PAD_SD4_DAT7__UART2_TX_DATA          0x35c 0x744 0x000 0x2 0x0

将管脚的配置展开即： 0x35c 0x744 0x000 0x2 0x00x1b0b1

想知道这六个值都是什么意思，可以从两个路出发：①查找解读dts的文件，即看内核源码；②在网上查找相关知识。

1.1 查看源码对设备树文件的解读

首先在imx6dl-pinfunc.h文件中有对前5个变量的解释，如下图：
imx6设备树pinctrl解析

为了验证这5个变量，并查找第6个变量的含义，我们打开读取设备树文件的代码。

读取dts文件的文件为：drivers/pinctrl/freescale/pinctrl-imx.c，实现函数名为：static int imx_pinctrl_parse_groups(。。。)，如下：

static int imx_pinctrl_parse_groups(struct device_node *np,  
                    struct imx_pin_group *grp,  
                    struct imx_pinctrl_soc_info *info,  
                    u32 index)  
{  
    int size, pin_size;  
    const __be32 *list;  
    int i;  
    u32 config;  
  
    dev_dbg(info->dev, "group(%d): %s\n", index, np->name);  
  
    if (info->flags & SHARE_MUX_CONF_REG)  
        pin_size = SHARE_FSL_PIN_SIZE;  
    else  
        pin_size = FSL_PIN_SIZE;  
    /* Initialise group */  
    grp->name = np->name;  
  
    /* 
     * the binding format is fsl,pins = <PIN_FUNC_ID CONFIG ...>, 
     * do sanity check and calculate pins number 
     */  
    list = of_get_property(np, "fsl,pins", &size);  
    if (!list) {  
        dev_err(info->dev, "no fsl,pins property in node %s\n", np->full_name);  
        return -EINVAL;  
    }  
  
    /* we do not check return since it's safe node passed down */  
    if (!size || size % pin_size) {  
        dev_err(info->dev, "Invalid fsl,pins property in node %s\n", np->full_name);  
        return -EINVAL;  
    }  
  
    grp->npins = size / pin_size;  
    grp->pins = devm_kzalloc(info->dev, grp->npins * sizeof(struct imx_pin),  
                GFP_KERNEL);  
    grp->pin_ids = devm_kzalloc(info->dev, grp->npins * sizeof(unsigned int),  
                GFP_KERNEL);  
    if (!grp->pins || ! grp->pin_ids)  
        return -ENOMEM;  
  
    for (i = 0; i < grp->npins; i++) {  
        u32 mux_reg = be32_to_cpu(*list++);  
        u32 conf_reg;  
        unsigned int pin_id;  
        struct imx_pin_reg *pin_reg;  
        struct imx_pin *pin = &grp->pins[i];  
  
        if (info->flags & SHARE_MUX_CONF_REG)  
            conf_reg = mux_reg;  
        else  
            conf_reg = be32_to_cpu(*list++);  
  
        pin_id = mux_reg ? mux_reg / 4 : conf_reg / 4;  
        pin_reg = &info->pin_regs[pin_id];  
        pin->pin = pin_id;  
        grp->pin_ids[i] = pin_id;  
        pin_reg->mux_reg = mux_reg;  
        pin_reg->conf_reg = conf_reg;  
        pin->input_reg = be32_to_cpu(*list++);  
        pin->mux_mode = be32_to_cpu(*list++);  
        pin->input_val = be32_to_cpu(*list++);  
  
        /* SION bit is in mux register */  
        config = be32_to_cpu(*list++);  
        if (config & IMX_PAD_SION)  
            pin->mux_mode |= IOMUXC_CONFIG_SION;  
        pin->config = config & ~IMX_PAD_SION;  
  
        dev_dbg(info->dev, "%s: 0x%x 0x%08lx", info->pins[pin_id].name,  
                pin->mux_mode, pin->config);  
    }  
  
    return 0;  
}

这段代码中list = of_get_property(np, “fsl,pins”, &size);实现了读取dts文件中的fsl,pin属性值，并保存在了list指针变量中。紧接着，分别将list中的值mux_reg、conf_reg、input_reg、mux_mode、input_val、config六个变量中，由名字可以猜测个大概，前5个得以验证，第六个表示config，config的值说白了就是对寄存器配置（上拉电阻、频率等等）的值，就是pad_ctrl的值。
因此对应关系如下：

      0x35c     |     0x744      |     0x000        |      0x2        |      0x0     | 0x1b0b1
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
mux_ctrl_ofs  |  pad_ctrl_ofs |  sel_input_ofs |  mux_mode   | sel_input   |  pad_ctrl

以上参数在参考手册怎么确定的呢？由于是对复用管脚的配置，于是在管脚复用的章节（IOMUXC）中查找。但是现确定pad name才方便，于是定义在External Signals and Pin Multiplexing章节，搜索MX6QDL_PAD_SD4_DAT7__UART2_TX_DATA的中间部分：SD4_DAT7，如下图
imx6设备树pinctrl解析

可知UART2_TX_DATA是属于SD4_DAT7的ALT2，于是mux_mode=0x2即可。上图表格中最后一列SW_PAD_CTL_PAD_SD4_DATA7是config配置需要查找的名称，跳到管脚复用的章节（IOMUXC）中，找到SW_PAD_CTL_PAD_SD4_DATA7，如下所示：
imx6设备树pinctrl解析

如果直接取默认值的话结果是config=0x1b0b0，这里可以根据自己的需要（硬件）更改为与自己的板子匹配的值，我把最后SRE的值设置为1，即Fast Slew Rate，如下图说明：
imx6设备树pinctrl解析

OK，接下来是mux_ctrl_ofs、pad_ctrl_ofs、sel_input_ofs三个偏移值，这些值都是在复用管脚的章节确定的。因为pad name为SD4_DATA7，所以在找的时候可以拿它当关键字。

首先是mux_ctrl_ofs，找到IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD*开头的部分，结尾选择SD4_DATA7即可，如下图，
imx6设备树pinctrl解析

由”Address: 20E_0000h base + 35Ch offset = 20E_035Ch“中可知offset=35C，即mux_ctrl_oft=0x35c

其他的查找方法类似。pad_ctrl_ofs，查找IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_SD4_DATA7一节，可知偏移值pad_ctrl_ofs=0x744
imx6设备树pinctrl解析

sel_input_ofs查找IOMUXC章节以SELECT_INPUT结尾的部分，中间选择UART2_TX，如果没有这里sel_input_ofs=0x000即可，对应的sel_input为0即可。如果有例如IOMUXC_UART2_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT，即uart的rx管脚配置，如下图，所以RX的sel_input_ofs=0x904，这里选择对应的值“110 SD4_DATA4_ALT2 — Selecting ALT2 mode of pad SD4_DAT4 for UART2_RX_DATA…“所以RX（MX6QDL_PAD_SD4_DAT4__UART2_RX_DATA）的sel_input=0x6。
imx6设备树pinctrl解析

2、特殊设置

首先还是先看代码，看看到底特殊到哪里。

pinctrl_gpio_leds: gpioledsgrp {  
    fsl,pins = <  
        MX6QDL_PAD_DISP0_DAT21__GPIO5_IO15  0x80000000  
    >;  
};  

pinctrl_i2c2: i2c2grp {  
    fsl,pins = <  
        MX6QDL_PAD_EIM_EB2__I2C2_SCL    0x4001b8b1  
        MX6QDL_PAD_KEY_ROW3__I2C2_SDA   0x4001b8b1  
    >;  
};

可以看出来特殊的配置就是后面的值也就是上一篇讲的config（pad_ctrl）的值改变了，变为0x80000000和0x4001b8b1了，当我们查找相应的pad值时是这样的：
imx6设备树pinctrl解析

这明显不和常理，在上图中显示高15位全部置0，取值也没啥用，那么为什么设置为0x80000000和0x4001b8b1呢？在网上搜罗一番没有任何有帮助的文档，只能靠自己了。还是老思路，查找设备树文件的读取源码，drivers/pinctrl/freescale/pinctrl-imx.c中，找到了惊喜！！！代码如下

/* The bits in CONFIG cell defined in binding doc*/  
#define IMX_NO_PAD_CTL  0x80000000  /* no pin config need */  
#define IMX_PAD_SION 0x40000000     /* set SION */</span>

再将IMX_NO_PAD_CTL使用部分的代码贴上（随便找一处）

for (i = j = 0; i < grp->npins; i++) {  
    if (!(grp->pins[i].config & IMX_NO_PAD_CTL)) {  
        new_map[j].type = PIN_MAP_TYPE_CONFIGS_PIN;  
        new_map[j].data.configs.group_or_pin =  
                pin_get_name(pctldev, grp->pins[i].pin);  
        new_map[j].data.configs.configs = &grp->pins[i].config;  
        new_map[j].data.configs.num_configs = 1;  
        j++;  
    }  
}

可以看出来确实如注释（/* no pin config need */）所述，表示该管脚的配置config（pad_ctrl）无效，或者说不需要。
也就是说，对于IMX_NO_PAD_CTL(0X80000000)来说，只要在设备树中的

fsl, pins = <　　

　　　　　　MX6QDL_PAD_XXX_XXX 0xxxxx

　　>;

的fsl, pins属性中的配置config(pad_ctrl)的第31位为1，就说明该管脚的配置config(pad_ctrl)无效，比如

1.fsl,pins = <  
2.                MX6QDL_PAD_DISP0_DAT21__GPIO5_IO15  0x80000000  
3.            >;

这里0x80000000,这个数的第31位为1，那么说明该管脚（MX6QDL_PAD_DISP0_DAT21__GPIO5_IO15）的config(pad_ctrl)无效，不同于上面1.1章节的普通设置那里config(pad_ctrl)值为0x1b0b1，0x1b0b1的第31位为0，所以config(pad_ctrl)有效

同理0x40000000表示设置了SION。但是0x4001b8b1表示什么意思呢，可以查看imx6规格书，如下：
imx6设备树pinctrl解析
即只要设置了SION位为1，那么就强制设置这个pad为某个输入功能，不管MUX_MODE设置了何种mode方式，比如IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_DISP0_DATA21的SION位如果设置为1，那么Force input path of pad DISP0_DAT21，即强制设置为DISP0_DAT21功能，不管你的MUX_MODE设置了什么值。也就是说fsl, pins属性中的配置config(pad_ctrl)的第30位为1，那么在内核源码解析设备树时就会把对应的寄存器的SION位置为1.

我们可以从注释（/* The bits in CONFIG cell defined in binding doc*/）可以找到方向，即取binding doc中找，所以打开Documentation/devicetree/bindings/pinctrl目录下的fsl,imx6dl-pinctrl.txt文件，里面有关于SION的介绍，如下：

imx6设备树pinctrl解析
imx6设备树pinctrl解析
那么这个在设备树上如何实现呢？

比如，普通设置里IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_DISP0_DATA21中config = 0x1b8b1。若要设置SION功能，那么IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_DISP0_DATA21中config = 0x4001b8b1，就是这里config的第30位为1
imx6设备树pinctrl解析

再从芯片的参考手册中查阅可知，SION就相当于一个标志为（第30位），去掉这一位后config=0x1b8b1，这个值就是从pad_ctrl一节找到的，具体可以参见第6个参数的确定方法。
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作者：michaelcao1980
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/michaelcao1980/article/details/50730421
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