1.參考文檔
a. 內核 Documentation\devicetree\bindings\Pinctrl\ 目錄下： Pinctrl-bindings.txt b. 內核 Documentation\gpio 目錄下： Pinctrl-bindings.txt c. 內核 Documentation\devicetree\bindings\gpio 目錄下： gpio.txt
2.Pinctrl子系統概念
linux下的pintcrl和gpio子系統就類似於ST的“BSP庫”。引入“設備樹”之后，使用一個外設時，對於pin引腳的初始化和管理，只需通過設備樹描述即可，然后由pin子系統管理；對於gpio則由gpio子系統管理。
因此，與CPU引腳“關聯”的設備驅動，最終都會調用pincrtl和gpio子系統。二者是設備驅動的基礎，這二者也是一個設備驅動。
CPU的gpio引腳除了的方向、速度、上下拉、驅動能力等基本的電氣特性外，一般會包括復用功能，即該引腳既可以作為普通gpio，還可能復位為i2c引腳、uart引腳等。如果采用直接配置寄存器的方式進行驅動開發，會非常繁瑣，每更改一個功能就得重新翻閱手冊配一遍寄存器，另一方面還可能存在“沖突”問題，比如該引腳已被復用為i2c在使用，但被驅動工程師忽略了，再去使用該gpio時會導致未知預期的問題。引入pintctrl子系統就可以解決諸如此類問題，結合設備樹的使用，只需把pin信息在設備樹描述清楚，即由pinctrl子系統介入管理。
從設備樹開始學習 Pintrl 會比較容易。
主要參考文檔是：內核 Documentation\devicetree\bindings\pinctrl\pinctrl-bindings.txt。
這會涉及 2 個對象：pin controller、client device。
前者提供服務：可以用它來復用引腳、配置引腳。
后者使用服務：聲明自己要使用哪些引腳的哪些功能，怎么配置它們。
2.1 pin controller
在芯片手冊里你找不到 pin controller，它是一個軟件上的概念，你可以認為它對應IOMUX──用來復用引腳，還可以配置引腳(比如上下拉電阻等)。
注意，pin controller 和 GPIO Controller 不是一回事，前者控制的引腳可用於 GPIO 功能、I2C 功能；后者只是把引腳配置為輸出、輸出等簡單的功能。
2.2 client device
“客戶設備”，誰的客戶？Pinctrl 系統的客戶，那就是使用 Pinctrl 系統的設備，使用引腳的設備。它在設備樹里會被定義為一個節點，在節點里聲明要用哪些引腳。
下面這個圖就可以把幾個重要概念理清楚：
上圖中，左邊是 pincontroller 節點，右邊是 client device 節點：
上圖中，左邊是 pincontroller 節點，右邊是 client device 節點：
pin state：
對於一個“client device”來說，比如對於一個 UART 設備，它有多個“狀態”：default、sleep等，那對應的引腳也有這些狀態。
怎么理解？
比如默認狀態下，UART 設備是工作的，那么所用的引腳就要復用為 UART 功能。
在休眠狀態下，為了省電，可以把這些引腳復用為 GPIO 功能；或者直接把它們配置輸出高電平。
上圖中，pinctrl-names 里定義了 2 種狀態：default、sleep。
第 0 種狀態用到的引腳在 pinctrl-0 中定義，它是 state_0_node_a，位於 pincontroller 節點中。
第 1 種狀態用到的引腳在 pinctrl-1 中定義，它是 state_1_node_a，位於 pincontroller 節點中。
當這個設備處於 default 狀態時，pinctrl 子系統會自動根據上述信息把所用引腳復用為uart0 功能。
當這這個設備處於 sleep 狀態時，pinctrl 子系統會自動根據上述信息把所用引腳配置為高電平
groups 和 function：
一個設備會用到一個或多個引腳，這些引腳就可以歸為一組(group)；
這些引腳可以復用為某個功能：function。
當然：一個設備可以用到多能引腳，比如 A1、A2 兩組引腳，A1 組復用為 F1 功能，A2組復用為 F2 功能。
Generic pin multiplexing node 和 Generic pin configuration node：
在上圖左邊的 pin controller 節點中，有子節點或孫節點，它們是給 client device 使用的。
可以用來描述復用信息：哪組(group)引腳復用為哪個功能(function)；
可以用來描述配置信息：哪組(group)引腳配置為哪個設置功能(setting)，比如上拉、下拉等。
注意：pin controller 節點的格式，沒有統一的標准！！！！每家芯片都不一樣
3.GPIO系統
pinctrl子系統主要是管理pin的電氣屬性和復用功能，而gpio子系統則是管理gpio的申請釋放、控制輸入輸出、io中斷等功能。gpio子系統屏蔽了gpio相關寄存器的配置過程，換而提供了常用的接口函數給驅動工程師使用，方便gpio相關的驅動開發。
gpio子系統功能
- 對於驅動層，屏蔽gpio寄存器配置細節，提供統一gpio操作接口
- 對於BSP層，統一框架，方便不同CPU接入，只需更換pinctrl子系統的驅動
3.1 GPIO子系統常用函數
gpio子系統對於驅動層的API位於“/kernel/include/linux/gpio.h”中。
（1）檢查gpio是否可用
int gpio_is_valid(int number); number： gpio序號 返回： 可用返回true，不可用返回false
（2）申請使用一個gpio
使用一個gpio前，必須向內核申請該gpio。 int gpio_request(unsigned gpio, const char *label) gpio: 待申請gpio序號 label:gpio命名 返回: 成功返回0，失敗返回負數
（3）釋放已申請gpio
如果不使用該gpio，則需要釋放，否則其他模塊申請不到該gpio序號。 int gpio_free(unsigned gpio) gpio：待釋放gpio序號
返回：成功返回0，失敗返回負數
（4）設置gpio輸入模式
int gpio_direction_input(unsigned gpio) gpio：待設置gpio序號 返回：成功返回0，失敗返回負數
（5）設置gpio輸出模式
void gpio_set_value(unsigned gpio, int value) gpio：待設置gpio序號 value：默認輸出狀態
（6）讀取 gpio狀態
int gpio_get_value(unsigned int gpio) gpio：待讀取gpio序號 返回：成功返回gpio狀態（1/0），失敗返回負數
（7）設置 gpio狀態
void gpio_set_value(unsigned int gpio, int value) gpio：待設置gpio序號 value：待設置值
（8）中斷號映射
int gpio_to_irq(unsigned gpio) gpio：待設置gpio序號 返回：成功返回中斷號，失敗返回負數
如果使用該 GPIO 時，不會動態的切換輸入輸出，建議在開始時就設置好 GPIO 輸出方向，后面拉高拉低時使用 gpio_set_value()接口，而不建議使用gpio_direction_output(), 因為 gpio_direction_output 接口里面有 mutex 鎖，對中斷上下文調用會有錯誤異常，且相比 gpio_set_value，gpio_direction_output 所做事情更多，浪費。