1. 前言

本站之前的三篇文章[1][2][3]介绍了pin controller(对应的pin controller

subsystem)、gpio controller(对应的GPIO subsystem)有关的基本概念，包括pin

multiplexing、pin configuration等等。本文将基于这些文章，单纯地从pin controller

driver的角度(屏蔽掉pinctrl core的实现细节)，理解pinctrl

subsystem的设计思想，并掌握pinctrl驱动的移植和实现方法。

2. pin controller的概念和软件抽象

相信每一个嵌入式从业人员，都知道“pin(管脚)”是什么东西(就不赘述了)。由于SoC系统越来越复杂、集成度越来越高，SoC中pin的数量也越来越多、功能也越来越复杂，这就对如何管理、使用这些pins提出了挑战。因此，用于管理这些pins的硬件模块(pin

controller)就出现了。相应地，linux kernel也出现了对应的驱动(pin controller

driver)。

Kernel pinctrl core使用struct pinctrl_desc抽象一个pin

controller，该结构的定义如下(先贴在这里，后面会围绕这个抽象一步步展开)：

struct pinctrl_desc { const char *name; const struct pinctrl_pin_desc *pins; unsigned int npins; const struct pinctrl_ops *pctlops; const struct pinmux_ops *pmxops; const struct pinconf_ops *confops; struct module *owner; #ifdef CONFIG_GENERIC_PINCONF unsigned int num_custom_params; const struct pinconf_generic_params

*custom_params; const struct pin_config_item

*custom_conf_items; #endif };

注1：本文后续的描述基于本站“X Project”所使用的kernel版本[4]。 注2：本文很多的表述(特别是例子)，都是引用kernel的document[5](写的很好，可以耐心看看)。

2.1 Pin

kernel的pin

controller子系统要想管理好系统的pin资源，第一个要搞明白的问题就是：系统中到底有多少个pin？用软件语言来表述就是：要把系统中所有的pin描述出来，并建立索引。这由上面struct

pinctrl_desc结构中pins和npins来完成。

对pinctrl

core来说，它只关心系统中有多少个pin，并使用自然数为这些pin编号，后续的操作，都是以这些编号为操作对象。至于编号怎样和具体的pin对应上，完全是pinctrl

driver自己的事情。

因此，pinctrl driver需要根据实际情况，将系统中所有的pin组织成一个struct

pinctrl_pin_desc类型的数组，该类型的定义为：

struct pinctrl_pin_desc { unsigned number; const char *name; void *drv_data; };

number和name完全由driver自己决定，不过要遵循有利于代码编写、有利于理解等原则。另外，为了便于driver的编写，可以在drv_data中保存driver的私有数据结构(可以包含相关的寄存器偏移等信息)。

注3：[5]中有个例子，大家可以参考理解。

2.2 Pin groups

在SoC系统中，有时需要将很多pin组合在一起，以实现特定的功能，例如SPI接口、I2C接口等。因此pin

controller需要以group为单位，访问、控制多个pin，这就是pin groups。相应地，pin controller

subsystem需要提供一些机制，来获取系统中到底有多少groups、每个groups包含哪些pins、等等。

因此，pinctrl core在struct pinctrl_ops中抽象出三个回调函数，用来获取pin

groups相关信息，如下：

struct pinctrl_ops { int (*get_groups_count) (struct pinctrl_dev

*pctldev); const char *(*get_group_name) (struct pinctrl_dev

*pctldev, unsigned selector); int (*get_group_pins) (struct pinctrl_dev

*pctldev, unsigned selector, const unsigned **pins, unsigned *num_pins); void (*pin_dbg_show) (struct pinctrl_dev *pctldev, struct seq_file

*s, unsigned offset); int (*dt_node_to_map) (struct pinctrl_dev

*pctldev, struct device_node *np_config,