在移植內(nèi)核的時(shí)候，通常會(huì)遇到引腳復(fù)用（MUX）的配置問題。在現(xiàn)在的Linux內(nèi)核中，對于TI的ARM芯片，早已經(jīng)有了比較通用的MUX配置框架。這對于許多TI的芯片都是通用的，這次看AM335X的代碼順手寫一下分析，以備后用。
一、硬件 對于許多TI的芯片來說，引腳復(fù)用的配置是在Control Module（配置模塊）的寄存器里配置的，（這個(gè)和三星的CPU有點(diǎn)不同，三星的一般在GPIO的寄存器中配置）。所以當(dāng)你需要配置這些寄存器的時(shí)候，請到數(shù)據(jù)手冊的Control Module的Pad Control Registers查找。

TI的CPU芯片手冊有兩種：

一種是datasheet（DS：數(shù)據(jù)手冊），較小，只是大概介紹下芯片的結(jié)構(gòu)；

另一種是Technical Reference Manual（TRM:技術(shù)參考手冊），較大，詳細(xì)介紹芯片的各部分功能原理和寄存器定義。

在開發(fā)過程中，這兩個(gè)手冊都需要參考，是互補(bǔ)的。

對于AM335X，關(guān)于引腳復(fù)用的列表及模式號與功能的對應(yīng)可以在數(shù)據(jù)手冊中找到： 2 Terminal Description： 2.2 Ball Characteristics
關(guān)于引腳復(fù)用寄存器定義及各引腳相應(yīng)寄存器的偏移可以在TRM中找到： 9 Control Module 9.1 Control Module 9.1.3 Functional Description 9.1.3.2 Pad Control Registers （包含引腳復(fù)用寄存器定義） 9.1.5 Registers 9.1.5.1 CONTROL_MODULE Registers （包含引腳相應(yīng)寄存器的偏移）
二、軟件 由于TI的芯片構(gòu)架類似，對于Linux內(nèi)核來說，早就已經(jīng)為這個(gè)做好了一個(gè)軟件上的框架，無論是在啟動(dòng)的初始化階段還是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，都可以通過這個(gè)框架提供的接口函數(shù)配置芯片的MUX。下面就來簡要的分析一下。 以AM335X為例，相關(guān)代碼位置：arch/arm/mach-omap2

mux.h

mux.c

mux33xx.h

mux33xx.c

board-am335xevm.c

(還有一些用到了：arch/arm/plat-omap/include/plat/omap_hwmod.h）

其中他們的層次關(guān)系是：

（1）重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

/**

?* struct mux_partition - 包含分區(qū)相關(guān)信息

?* @name: 當(dāng)前分區(qū)名

?* @flags: 本分區(qū)的特定標(biāo)志

?* @phys: 物理地址

?* @size: 分區(qū)大小

?* @base: ioremap 映射過的虛擬地址

?* @muxmodes: 本分區(qū)mux節(jié)點(diǎn)鏈表頭

?* @node: 分區(qū)鏈表頭

?*/

struct omap_mux_partition {

????const char????????*name;

????u32????????????flags;

????u32????????????phys;

????u32????????????size;

????void __iomem????????*base;

????struct list_head????muxmodes;

????struct list_head????node;

};

這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含了芯片中幾乎所有定義好的mux的數(shù)據(jù)，它在mux數(shù)據(jù)初始化函數(shù)omap_mux_init中初始化，并添加到全局mux_partitions鏈表中（通過node成員）。而其中的muxmodes是所有mux信息節(jié)點(diǎn)的鏈表頭，用來鏈接以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

/**

?* struct omap_mux_entry - mux信息節(jié)點(diǎn)

?* @mux: omap_mux結(jié)構(gòu)體

?* @node: 鏈表節(jié)點(diǎn)

?*/

struct omap_mux_entry {

????struct omap_mux????????mux;

????struct list_head????node;

};

而在以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，struct omap_mux是記錄單個(gè)mux節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)體：

/**

?* struct omap_mux - omap mux 寄存器偏移和值的數(shù)據(jù)

?* @reg_offset:????從Control Module寄存器基地址算起的mux寄存器偏移

?* @gpio:????GPIO 編號

?* @muxnames:????引腳可用的信號模式字符串指針數(shù)組

?* @balls:????封裝中可用的引腳

?*/

struct omap_mux {

????u16????reg_offset;

????u16????gpio;

#ifdef CONFIG_OMAP_MUX

????char????*muxnames[OMAP_MUX_NR_MODES];

#ifdef CONFIG_DEBUG_FS

????char????*balls[OMAP_MUX_NR_SIDES];

#endif

#endif

};

而struct mux_partition中muxmodes鏈表及其節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的初始化都是在omap_mux_init初始化函數(shù)中（omap_mux_init_list(partition, superset);），而struct omap_mux節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中信息是由mux33xx.h和mux33xx.c中提供的。你可以在mux33xx.c中看到一個(gè)巨大的struct omap_mux結(jié)構(gòu)體數(shù)組初始化代碼，這個(gè)代碼一看就明了。不同的芯片只需要根據(jù)芯片資料修改這個(gè)結(jié)構(gòu)體就好了，但是am33xx的這個(gè)結(jié)構(gòu)體（當(dāng)前）還不完善，gpio的數(shù)據(jù)還都是0。值得一提的是其中用到了一個(gè)宏：

#define _AM33XX_MUXENTRY(M0, g, m0, m1, m2, m3, m4, m5, m6, m7)????????\

{????????????????????????????????????\

????.reg_offset????= (AM33XX_CONTROL_PADCONF_##M0##_OFFSET),????\

????.gpio????????= (g),????????????????????????\

????.muxnames????= { m0, m1, m2, m3, m4, m5, m6, m7 },????????\

}

這個(gè)宏使得這個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化變得清晰明了。
以上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是在系統(tǒng)初始化的時(shí)候使用的，在struct omap_mux_partition完成初始化后，omap_mux_init初始化函數(shù)最后會(huì)根據(jù)不同的板子初始化部分mux寄存器（omap_mux_init_signals(partition, board_mux);），其中牽涉到了以下結(jié)構(gòu)體：

/**

?* struct omap_board_mux - 初始化mux寄存器的數(shù)據(jù)

?* @reg_offset:????從Control Module寄存器基地址算起的mux寄存器偏移

?* @mux_value:????希望設(shè)置的mux寄存器值

?*/

struct omap_board_mux {

????u16????reg_offset;

????u16????value;

};

在最上層的板級初始化文件（board-am335xevm.c）中會(huì)定義一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)體數(shù)組，確定所要初始化的引腳復(fù)用寄存器，交由omap_mux_init_signals(partition, board_mux);使用。例如：

#ifdef CONFIG_OMAP_MUX

static struct omap_board_mux board_mux[] __initdata = {

????AM33XX_MUX(I2C0_SDA, OMAP_MUX_MODE0 | AM33XX_SLEWCTRL_SLOW |

????????????AM33XX_INPUT_EN | AM33XX_PIN_OUTPUT),

????AM33XX_MUX(I2C0_SCL, OMAP_MUX_MODE0 | AM33XX_SLEWCTRL_SLOW |

????????????AM33XX_INPUT_EN | AM33XX_PIN_OUTPUT),

????{ .reg_offset = OMAP_MUX_TERMINATOR },

};

#else

#define????board_mux????NULL

#endif

其中用到了一個(gè)宏：

/* 如果引腳沒有定義為輸入，拉動(dòng)電阻將會(huì)被禁用

?* 如果定義為輸入，所提供的標(biāo)志位將確定拉動(dòng)電阻的配置

?*/

#define AM33XX_MUX(mode0, mux_value)????????????????????\

{????????????????????????????????????\

????.reg_offset????= (AM33XX_CONTROL_PADCONF_##mode0##_OFFSET),????\

????.value????????= (((mux_value) & AM33XX_INPUT_EN) ? (mux_value)\

????????????????: ((mux_value) | AM33XX_PULL_DISA)),????\

}

注意_AM33XX_MUXENTRY和AM33XX_MUX這兩個(gè)宏，前者是用于struct omap_mux的；后者是用于struct omap_board_mux的。
（2）重要的接口函數(shù)

/**

?* omap_mux_init - MUX初始化的私有函數(shù)，請勿使用

?* 由各板級特定的MUX初始化函數(shù)調(diào)用

?*/

int omap_mux_init(const char *name, u32 flags,

???????? u32 mux_pbase, u32 mux_size,

???????? struct omap_mux *superset,

???????? struct omap_mux *package_subset,

???????? struct omap_board_mux *board_mux,

???????? struct omap_ball *package_balls);

這個(gè)函數(shù)是內(nèi)部用于初始化struct mux_partition的最總要的函數(shù)，但是這個(gè)函數(shù)并不作為接口函數(shù)使用，而是供各芯片初始化函數(shù)“*_mux_init”所使用的。比如AM33XX芯片：

/**

?* am33xx_mux_init() - 用板級特定的設(shè)置來初始化MUX系統(tǒng)

?* @board_mux:????????板級特定的MUX配置表

?*/

int __init am33xx_mux_init(struct omap_board_mux *board_subset)

{

????return omap_mux_init("core", 0, AM33XX_CONTROL_PADCONF_MUX_PBASE,

????????????AM33XX_CONTROL_PADCONF_MUX_SIZE, am33xx_muxmodes,

????????????NULL, board_subset, NULL);

}

有了已經(jīng)初始化好的struct mux_partition結(jié)構(gòu)體，我們可以利用mux.h提供的許多函數(shù)方便的初始化各mux寄存器：

/**

?* omap_mux_init_signal - 根據(jù)信號名字符串初始化一個(gè)引腳的mux

?* @muxname:????????mode0_name.signal_name的格式的Mux名稱

?* @val:????????mux寄存器值

?*/

int omap_mux_init_signal(const char *muxname, int val);

/**

?* omap_mux_get() - 通過名字返回一個(gè)mux分區(qū)

?* @name:????????mux分區(qū)名

?*

?*/

struct omap_mux_partition *omap_mux_get(const char *name);

/**

?* omap_mux_read() - 讀取mux寄存器（通過分區(qū)結(jié)構(gòu)體指針和寄存器偏移值）

?* @partition:????????Mux分區(qū)

?* @mux_offset:????????mux寄存器偏移

?*

?*/

u16 omap_mux_read(struct omap_mux_partition *p, u16 mux_offset);

/**

?* omap_mux_write() - 寫mux寄存器（通過分區(qū)結(jié)構(gòu)體指針和寄存器偏移值）

?* @partition:????????Mux分區(qū)

?* @val:????????新的mux寄存器值

?* @mux_offset:????????mux寄存器偏移

?*

?* 這個(gè)函數(shù)僅有在非GPIO信號的動(dòng)態(tài)復(fù)用需要

?*/

void omap_mux_write(struct omap_mux_partition *p, u16 val, u16 mux_offset);

/**

?* omap_mux_write_array() - 寫mux寄存器陣列

?* @partition:????????Mux分區(qū)

?* @board_mux:????????mux寄存器陣列 （用MAP_MUX_TERMINATOR結(jié)尾）

?*

?* 這個(gè)函數(shù)僅有在非GPIO信號的動(dòng)態(tài)復(fù)用需要

?*/

void omap_mux_write_array(struct omap_mux_partition *p,

???????????? struct omap_board_mux *board_mux);

在代碼比較完備的芯片中，struct omap_mux中的gpio成員有被初始化過，這樣就可以使用以下接口函數(shù)：

/**

?* omap_mux_init_gpio - 根據(jù)GPIO編號初始化一個(gè)信號引腳

?* @gpio:????????GPIO編號

?* @val:????????mux寄存器值

?*/

int omap_mux_init_gpio(int gpio, int val);

/**

?* omap_mux_get_gpio() - 根據(jù)GPIO編號獲取一個(gè)mux寄存器值

?* @gpio:????????GPIO編號

?*

?*/

u16 omap_mux_get_gpio(int gpio);

/**

?* omap_mux_set_gpio() - 根據(jù)GPIO編號設(shè)定一個(gè)mux寄存器值

?* @val:????????新的mux寄存器值

?* @gpio:????????GPIO編號

?*

?*/

void omap_mux_set_gpio(u16 val, int gpio);

但是am33xx的gpio成員（當(dāng)前）還都是0，所有這些函數(shù)沒法使用。
此外，在mux.h中還導(dǎo)出了其他的軟件接口和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些在am33xx中沒有使用，有需要的時(shí)候再看。
在板級初始化代碼（比如board-am335xevm.c）運(yùn)行完芯片特定的MUX初始化函數(shù)（am33xx_mux_init(board_mux);）之后，也可以在各子系統(tǒng)初始化時(shí)通過上面的接口函數(shù)修改配置MUX，比如在am33xx中使用了自己封裝的一個(gè)函數(shù)和結(jié)構(gòu)體：

/* 模塊引腳復(fù)用結(jié)構(gòu)體 */

struct pinmux_config {

????const char *string_name; /* 信號名格式化字符串，“模式0字符串.目標(biāo)模式字符串“ */

????int val; /* 其他mux寄存器可選配置值 */

};

/*

* @pin_mux - 單個(gè)模塊引腳復(fù)用結(jié)構(gòu)體

*????????????其中定義了本模塊所有引腳復(fù)用細(xì)節(jié).

*/

static void setup_pin_mux(struct pinmux_config *pin_mux)

{

????int i;

????for (i = 0; pin_mux->string_name != NULL; pin_mux++)

????????omap_mux_init_signal(pin_mux->string_name, pin_mux->val);

}

你可以在board-am335xevm.c中看到如下的代碼：

static struct pinmux_config d_can_ia_pin_mux[] = {

????{"uart0_rxd.d_can0_tx", OMAP_MUX_MODE2 | AM33XX_PULL_ENBL},

????{"uart0_txd.d_can0_rx", OMAP_MUX_MODE2 | AM33XX_PIN_INPUT_PULLUP},

????{NULL, 0},

};

......

static void d_can_init(int evm_id, int profile)

{

????switch (evm_id) {

????case IND_AUT_MTR_EVM:

????????if ((profile == PROFILE_0) || (profile == PROFILE_1)) {

????????????setup_pin_mux(d_can_ia_pin_mux);

????????????/* Instance Zero */

????????????am33xx_d_can_init(0);

????????}

????????break;

????case GEN_PURP_EVM:

????????if (profile == PROFILE_1) {

????????????setup_pin_mux(d_can_gp_pin_mux);

????????????/* Instance One */

????????????am33xx_d_can_init(1);

????????}

????????break;

????default:

????????break;

????}

}

三、使用注意
?上面初始化過的結(jié)構(gòu)體和接口函數(shù)的定義都是帶有"__init"和“__initdata”的，所以這些都只能在內(nèi)核初始化代碼中使用，一旦系統(tǒng)初始化結(jié)束并進(jìn)入了文件系統(tǒng)，這些定義都會(huì)被free。所有它們不能在內(nèi)核模塊（.ok）中被調(diào)用，否則你就等著Oops吧。因?yàn)橐粋€(gè)芯片的引腳復(fù)用一般是硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候定死的，一般不可能在啟動(dòng)后更改。如果你是在要在模塊中改變引腳復(fù)用配置，你只能通過自己ioremap相關(guān)寄存器再修改它們來實(shí)現(xiàn)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux下TI omap芯片 MUX 配置分析（以AM335X芯片为例）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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