Linux下TI omap芯片 MUX 配置分析（以AM335X芯片为例）
生活随笔
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Linux下TI omap芯片 MUX 配置分析（以AM335X芯片为例）
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
在移植內核的時候，通常會遇到引腳復用（MUX）的配置問題。在現在的Linux內核中，對于TI的ARM芯片，早已經有了比較通用的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，引腳復用的配置是在Control Module（配置模塊）的寄存器里配置的，（這個和三星的CPU有點不同，三星的一般在GPIO的寄存器中配置）。所以當你需要配置這些寄存器的時候，請到數據手冊的Control Module的Pad Control Registers查找。
TI的CPU芯片手冊有兩種： 一種是datasheet（DS：數據手冊），較小，只是大概介紹下芯片的結構； 另一種是Technical Reference Manual（TRM:技術參考手冊），較大，詳細介紹芯片的各部分功能原理和寄存器定義。 在開發過程中，這兩個手冊都需要參考，是互補的。
對于AM335X，關于引腳復用的列表及模式號與功能的對應可以在數據手冊中找到： 2 Terminal Description： 2.2 Ball Characteristics
關于引腳復用寄存器定義及各引腳相應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 （包含引腳復用寄存器定義） 9.1.5 Registers 9.1.5.1 CONTROL_MODULE Registers （包含引腳相應寄存器的偏移）
二、軟件 由于TI的芯片構架類似，對于Linux內核來說，早就已經為這個做好了一個軟件上的框架，無論是在啟動的初始化階段還是在系統運行時，都可以通過這個框架提供的接口函數配置芯片的MUX。下面就來簡要的分析一下。 以AM335X為例，相關代碼位置：arch/arm/mach-omap2mux.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）
其中他們的層次關系是：
（1）重要的數據結構/**
?* struct mux_partition - 包含分區相關信息
?* @name: 當前分區名
?* @flags: 本分區的特定標志
?* @phys: 物理地址
?* @size: 分區大小
?* @base: ioremap 映射過的虛擬地址
?* @muxmodes: 本分區mux節點鏈表頭
?* @node: 分區鏈表頭
?*/
struct omap_mux_partition {
????const char????????*name;
????u32????????????flags;
????u32????????????phys;
????u32????????????size;
????void __iomem????????*base;
????struct list_head????muxmodes;
????struct list_head????node;
};
這個數據結構中包含了芯片中幾乎所有定義好的mux的數據，它在mux數據初始化函數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信息節點的鏈表頭，用來鏈接以下數據結構：/**
?* struct omap_mux_entry - mux信息節點
?* @mux: omap_mux結構體
?* @node: 鏈表節點
?*/
struct omap_mux_entry {
????struct omap_mux????????mux;
????struct list_head????node;
};
而在以上數據結構中，struct omap_mux是記錄單個mux節點數據的結構體：/**
?* struct omap_mux - omap mux 寄存器偏移和值的數據
?* @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鏈表及其節點數據的初始化都是在omap_mux_init初始化函數中（omap_mux_init_list(partition, superset);），而struct omap_mux節點數據中信息是由mux33xx.h和mux33xx.c中提供的。你可以在mux33xx.c中看到一個巨大的struct omap_mux結構體數組初始化代碼，這個代碼一看就明了。不同的芯片只需要根據芯片資料修改這個結構體就好了，但是am33xx的這個結構體（當前）還不完善，gpio的數據還都是0。值得一提的是其中用到了一個宏：#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 },????????\
} 這個宏使得這個結構體數組的初始化變得清晰明了。
以上的數據結構是在系統初始化的時候使用的，在struct omap_mux_partition完成初始化后，omap_mux_init初始化函數最后會根據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構體：/**
?* struct omap_board_mux - 初始化mux寄存器的數據
?* @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）中會定義一個這樣的結構體數組，確定所要初始化的引腳復用寄存器，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 其中用到了一個宏： /* 如果引腳沒有定義為輸入，拉動電阻將會被禁用
?* 如果定義為輸入，所提供的標志位將確定拉動電阻的配置
?*/
#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
/**
?* omap_mux_init - MUX初始化的私有函數，請勿使用
?* 由各板級特定的MUX初始化函數調用
?*/
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); 這個函數是內部用于初始化struct mux_partition的最總要的函數，但是這個函數并不作為接口函數使用，而是供各芯片初始化函數“*_mux_init”所使用的。比如AM33XX芯片： /**
?* am33xx_mux_init() - 用板級特定的設置來初始化MUX系統
?* @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);
}
有了已經初始化好的struct mux_partition結構體，我們可以利用mux.h提供的許多函數方便的初始化各mux寄存器：/**
?* omap_mux_init_signal - 根據信號名字符串初始化一個引腳的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mux分區
?* @name:????????mux分區名
?*
?*/
struct omap_mux_partition *omap_mux_get(const char *name);
/**
?* omap_mux_read() - 讀取mux寄存器（通過分區結構體指針和寄存器偏移值）
?* @partition:????????Mux分區
?* @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（通過分區結構體指針和寄存器偏移值）
?* @partition:????????Mux分區
?* @val:????????新的mux寄存器值
?* @mux_offset:????????mux寄存器偏移
?*
?* 這個函數僅有在非GPIO信號的動態復用需要
?*/
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
?* @board_mux:????????mux寄存器陣列 （用MAP_MUX_TERMINATOR結尾）
?*
?* 這個函數僅有在非GPIO信號的動態復用需要
?*/
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： /**
?* omap_mux_init_gpio - 根據GPIO編號初始化一個信號引腳
?* @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GPIO編號獲取一個mux寄存器值
?* @gpio:????????GPIO編號
?*
?*/
u16 omap_mux_get_gpio(int gpio);
/**
?* omap_mux_set_gpio() - 根據GPIO編號設定一個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（當前）還都是0，所有這些函數沒法使用。
此外，在mux.h中還導出了其他的軟件接口和數據結構，這些在am33xx中沒有使用，有需要的時候再看。
在板級初始化代碼（比如board-am335xevm.c）運行完芯片特定的MUX初始化函數（am33xx_mux_init(board_mux);）之后，也可以在各子系統初始化時通過上面的接口函數修改配置MUX，比如在am33xx中使用了自己封裝的一個函數和結構體：
/* 模塊引腳復用結構體 */
struct pinmux_config {
????const char *string_name; /* 信號名格式化字符串，“模式0字符串.目標模式字符串“ */
????int val; /* 其他mux寄存器可選配置值 */
};
/*
* @pin_mux - 單個模塊引腳復用結構體
*????????????其中定義了本模塊所有引腳復用細節.
*/
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
?上面初始化過的結構體和接口函數的定義都是帶有"__init"和“__initdata”的，所以這些都只能在內核初始化代碼中使用，一旦系統初始化結束并進入了文件系統，這些定義都會被free。所有它們不能在內核模塊（.ok）中被調用，否則你就等著Oops吧。因為一個芯片的引腳復用一般是硬件設計的時候定死的，一般不可能在啟動后更改。如果你是在要在模塊中改變引腳復用配置，你只能通過自己ioremap相關寄存器再修改它們來實現。
一、硬件 對于許多TI的芯片來說，引腳復用的配置是在Control Module（配置模塊）的寄存器里配置的，（這個和三星的CPU有點不同，三星的一般在GPIO的寄存器中配置）。所以當你需要配置這些寄存器的時候，請到數據手冊的Control Module的Pad Control Registers查找。
對于AM335X，關于引腳復用的列表及模式號與功能的對應可以在數據手冊中找到： 2 Terminal Description： 2.2 Ball Characteristics
關于引腳復用寄存器定義及各引腳相應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 （包含引腳復用寄存器定義） 9.1.5 Registers 9.1.5.1 CONTROL_MODULE Registers （包含引腳相應寄存器的偏移）
二、軟件 由于TI的芯片構架類似，對于Linux內核來說，早就已經為這個做好了一個軟件上的框架，無論是在啟動的初始化階段還是在系統運行時，都可以通過這個框架提供的接口函數配置芯片的MUX。下面就來簡要的分析一下。 以AM335X為例，相關代碼位置：arch/arm/mach-omap2
其中他們的層次關系是：
（1）重要的數據結構
這個數據結構中包含了芯片中幾乎所有定義好的mux的數據，它在mux數據初始化函數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信息節點的鏈表頭，用來鏈接以下數據結構：
而在以上數據結構中，struct omap_mux是記錄單個mux節點數據的結構體：
而struct mux_partition中muxmodes鏈表及其節點數據的初始化都是在omap_mux_init初始化函數中（omap_mux_init_list(partition, superset);），而struct omap_mux節點數據中信息是由mux33xx.h和mux33xx.c中提供的。你可以在mux33xx.c中看到一個巨大的struct omap_mux結構體數組初始化代碼，這個代碼一看就明了。不同的芯片只需要根據芯片資料修改這個結構體就好了，但是am33xx的這個結構體（當前）還不完善，gpio的數據還都是0。值得一提的是其中用到了一個宏：
以上的數據結構是在系統初始化的時候使用的，在struct omap_mux_partition完成初始化后，omap_mux_init初始化函數最后會根據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構體：
在最上層的板級初始化文件（board-am335xevm.c）中會定義一個這樣的結構體數組，確定所要初始化的引腳復用寄存器，交由omap_mux_init_signals(partition, board_mux);使用。例如：
注意_AM33XX_MUXENTRY和AM33XX_MUX這兩個宏，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
有了已經初始化好的struct mux_partition結構體，我們可以利用mux.h提供的許多函數方便的初始化各mux寄存器：
但是am33xx的gpio成員（當前）還都是0，所有這些函數沒法使用。
此外，在mux.h中還導出了其他的軟件接口和數據結構，這些在am33xx中沒有使用，有需要的時候再看。
在板級初始化代碼（比如board-am335xevm.c）運行完芯片特定的MUX初始化函數（am33xx_mux_init(board_mux);）之后，也可以在各子系統初始化時通過上面的接口函數修改配置MUX，比如在am33xx中使用了自己封裝的一個函數和結構體：
?上面初始化過的結構體和接口函數的定義都是帶有"__init"和“__initdata”的，所以這些都只能在內核初始化代碼中使用，一旦系統初始化結束并進入了文件系統，這些定義都會被free。所有它們不能在內核模塊（.ok）中被調用，否則你就等著Oops吧。因為一個芯片的引腳復用一般是硬件設計的時候定死的，一般不可能在啟動后更改。如果你是在要在模塊中改變引腳復用配置，你只能通過自己ioremap相關寄存器再修改它們來實現。
總結
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）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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