04、pinctrl 结构体

主要包含

• struct dev_pin_info //各个驱动模块来填充

• pinctrl_dev （给控制器使用）

• struct pinctrl_desc //pinctrl 来填充（给控制器使用）

• struct pinctrl //一个GPIO 复用的实例化（给客户端使用）

• struct pinctrl_state //不同状态记录

• struct pinctrl_setting //

一、dev_pin_info结构体

当系统启用 CONFIG_PINCTRL 配置时，设备结构体（struct device）会包含一个 struct dev_pin_info 来管理引脚信息。以下是这个结构体各成员的简要说明：

struct dev_pin_info {
    struct pinctrl *p;               // 引脚控制器指针
    struct pinctrl_state *default_state; // 默认状态
    struct pinctrl_state *init_state;    // 初始化状态
#ifdef CONFIG_PM
    struct pinctrl_state *sleep_state; // 睡眠状态（仅支持电源管理时可用）
    struct pinctrl_state *idle_state;  // 空闲状态（仅支持电源管理时可用）
#endif
};

成员解释

1. struct pinctrl *p   指向设备使用的 引脚控制器对象，用于控制和配置设备的引脚。
2. struct pinctrl_state *default_state   设备 正常工作时 的引脚配置状态（默认设置）。
3. struct pinctrl_state *init_state   设备 初始化阶段 使用的引脚配置状态。
4. struct pinctrl_state *sleep_state   设备 进入睡眠状态时 的引脚配置（仅当系统支持电源管理时可用）。
5. struct pinctrl_state *idle_state   设备 空闲时 的引脚配置（仅当系统支持电源管理时可用）。

---

::: 总结：

核心功能：管理设备在不同状态下的引脚配置（如默认、初始化、睡眠、空闲）。

依赖条件：

sleep_state 和 idle_state 仅在启用 CONFIG_PM（电源管理）时有效。

作用：通过不同状态的引脚配置，优化设备在不同场景下的性能和功耗。 :::

二、pinctrl_desc

pinctrl_desc 结构体定义在内核源码目录的“/include/linux/pinctrl/pinctrl.h” 文件中 ：

struct pinctrl_desc {
    const char *name; // 引脚控制器的名称
    const struct pinctrl_pin_desc *pins; // 引脚描述符数组
    unsigned int npins; // 引脚描述符数组的大小
    const struct pinctrl_ops *pctlops; // 引脚控制操作函数指针
    const struct pinmux_ops *pmxops; // 引脚复用操作函数指针
    const struct pinconf_ops *confops; // 引脚配置操作函数指针
    struct module *owner; // 拥有该结构体的模块
    #ifdef CONFIG_GENERIC_PINCONF
    unsigned int num_custom_params; // 自定义参数数量
    const struct pinconf_generic_params *custom_params; // 自定义参数数组
    const struct pin_config_item *custom_conf_items; // 自定义配置项数组
    #endif
};

pinctrl_desc结构体用于描述硬件中的引脚控制器信息，帮助软件管理芯片引脚的功能。以下是各部分的简单说明：

1. 名称（name） 字符串名称，用来标识这个引脚控制器，比如"gpio-controller-1"

2. 引脚信息数组（pins） 存储所有引脚的详细信息列表，每个条目包含：

   • 引脚编号（如GPIO1_3）
   • 对应的物理管脚功能（如USB数据线或LED控制）

3. 引脚数量（npins） 上面数组里包含的引脚总数，告诉系统有多少个引脚需要管理

4. 基础操作接口（pctlops） 这个函数指针集合包含：

   • 引脚基本操作（如初始化/复位）
   • 控制引脚开关状态
   • 管理引脚组的通用功能

5. 复用功能接口（pmxops） 管理引脚多路复用功能的函数集合，比如：

   • 将某个引脚从普通GPIO切换为SPI总线使用
   • 设置引脚的工作模式（输入/输出/中断等）

6. 配置接口（confops） 处理引脚详细配置的函数，例如：

   • 设置上拉/下拉电阻
   • 调整驱动强度（信号强度）
   • 配置引脚电平翻转等特性

7. 模块归属（owner） 标记这个结构体属于哪个内核模块，防止不同模块间冲突

（当支持自定义配置时） 8. 自定义参数（custom_params）    存储厂商特定的特殊配置项，比如：

• 特殊的信号边沿检测模式
• 高级电源管理设置

::: 这个结构体就像芯片引脚的"使用说明书"，把硬件能做什么、怎么操作都告诉操作系统，让软件可以安全地控制每个引脚的功能。 :::

三、pinctrl_dev

struct pinctrl_dev {
        struct list_head node;
        struct pinctrl_desc *desc;
        struct radix_tree_root pin_desc_tree;
#ifdef CONFIG_GENERIC_PINCTRL_GROUPS
        struct radix_tree_root pin_group_tree;
        unsigned int num_groups;
#endif
#ifdef CONFIG_GENERIC_PINMUX_FUNCTIONS
        struct radix_tree_root pin_function_tree;
        unsigned int num_functions;
#endif
        struct list_head gpio_ranges;
        struct device *dev;
        struct module *owner;
        void *driver_data;
        struct pinctrl *p;
        struct pinctrl_state *hog_default;
        struct pinctrl_state *hog_sleep;
        struct mutex mutex;
#ifdef CONFIG_DEBUG_FS
        struct dentry *device_root;
#endif
};

四、pinctrl

core.h

/**
 * struct pinctrl - per-device pin control state holder
 * @node: global list node
 * @dev: the device using this pin control handle
 * @states: a list of states for this device
 * @state: the current state
 * @dt_maps: the mapping table chunks dynamically parsed from device tree for
 *      this device, if any
 * @users: reference count
 */
struct pinctrl {
        struct list_head node;
        struct device *dev;
        struct list_head states;
        struct pinctrl_state *state;
        struct list_head dt_maps;
        struct kref users;
};

五、pinctrl_state

/**
 * struct pinctrl_state - a pinctrl state for a device
 * @node: list node for struct pinctrl's @states field
 * @name: the name of this state
 * @settings: a list of settings for this state
 */
struct pinctrl_state {
        struct list_head node;
        const char *name; // default、sleep、自定义
        struct list_head settings;
};

六、pinctrl_setting

struct pinctrl_dev *pctldev; 会在probe中填充

/**
 * struct pinctrl_setting_mux - setting data for MAP_TYPE_MUX_GROUP
 * @group: the group selector to program
 * @func: the function selector to program
 */
struct pinctrl_setting_mux {
        unsigned group;
        unsigned func;
};

/**
 * struct pinctrl_setting_configs - setting data for MAP_TYPE_CONFIGS_*
 * @group_or_pin: the group selector or pin ID to program
 * @configs: a pointer to an array of config parameters/values to program into
 *      hardware. Each individual pin controller defines the format and meaning
 *      of config parameters.
 * @num_configs: the number of entries in array @configs
 */
struct pinctrl_setting_configs {
        unsigned group_or_pin;
        unsigned long *configs;
        unsigned num_configs;
};


/**
 * struct pinctrl_setting - an individual mux or config setting
 * @node: list node for struct pinctrl_settings's @settings field
 * @type: the type of setting
 * @pctldev: pin control device handling to be programmed. Not used for
 *   PIN_MAP_TYPE_DUMMY_STATE.
 * @dev_name: the name of the device using this state
 * @data: Data specific to the setting type
 */
struct pinctrl_setting {
        struct list_head node;
        enum pinctrl_map_type type;
        struct pinctrl_dev *pctldev;
        const char *dev_name;
        union {
                struct pinctrl_setting_mux mux;
                struct pinctrl_setting_configs configs;
        } data;
};