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一文搞懂 | Linux pinctrl/gpio子系统
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原文中文，约12600字，阅读约需30分钟。
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内容提要
本文介绍了pinctrl子系统和gpio子系统在内核中的应用，包括引脚控制器的抽象、pin groups的功能实现、pin configuration的配置、pin mux的操作、pinctrl driver的信息收集，以及gpio子系统的GPIO控制器和引脚表示、设备树中的配置、gpio ranges的转换和pinctrl core的接口申请。
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关键要点
- pinctrl子系统和gpio子系统在内核中的应用非常广泛。
- pinctrl使用struct pinctrl_desc来抽象引脚控制器，包含引脚描述、操作函数等信息。
- pin groups用于将多个引脚组合在一起以实现特定功能。
- pinctrl core通过struct pinctrl_ops提供获取pin groups信息的回调函数。
- pin configuration封装了引脚的配置功能，使用struct pinconf_ops定义相关操作。
- pin mux允许引脚配置为不同功能，使用struct pinmux_ops来抽象相关操作。
- pinctrl driver通过pin map收集pin state信息，并在设备树中维护状态和映射表。
- pinctrl controller驱动初始化时注册三类操作函数：pctlops、pmxops和confops。
- GPIO子系统通过gpio_device和gpio_chip结构体来表示和控制GPIO引脚。
- 设备树中定义GPIO控制器和引脚的分组，使用属性引用特定引脚。
- GPIO子系统提供基于描述符和老式接口的两套操作函数，建议使用devm版本以自动管理资源。
- pinctrl subsystem管理所有管脚，GPIO是其用途之一，GPIO操作需向pinctrl subsystem申请管脚。
- pinctrl subsystem维护gpio number到pin number的映射，支持gpio的请求和方向设置。
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延伸问答
pinctrl子系统的主要功能是什么？
pinctrl子系统主要用于管理引脚控制器，提供引脚的抽象、配置和复用功能。
GPIO子系统如何表示和控制引脚？
GPIO子系统通过gpio_device和gpio_chip结构体来表示和控制GPIO引脚。
如何在设备树中配置GPIO控制器？
在设备树中，GPIO控制器通过节点定义，使用属性引用特定引脚，并指定GPIO组和引脚的有效电平。
pinctrl driver在初始化时需要注册哪些操作函数？
pinctrl driver在初始化时需要注册三类操作函数：pctlops、pmxops和confops。
pin mux的作用是什么？
pin mux允许引脚配置为不同功能，以适应不同的应用场景，如将引脚配置为GPIO或I2C功能。
如何使用GPIO子系统的devm版本函数？
建议使用devm版本的函数以自动管理资源，确保在设备销毁时自动释放已申请的GPIO资源。
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